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DE19648471A1 - Semiconductor nitride layer etching system - Google Patents

Semiconductor nitride layer etching system

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Publication number
DE19648471A1
DE19648471A1 DE19648471A DE19648471A DE19648471A1 DE 19648471 A1 DE19648471 A1 DE 19648471A1 DE 19648471 A DE19648471 A DE 19648471A DE 19648471 A DE19648471 A DE 19648471A DE 19648471 A1 DE19648471 A1 DE 19648471A1
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DE
Germany
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concentration
phosphoric acid
chemical solution
nitride layer
treatment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19648471A
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German (de)
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Cozy Ban
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

Semiconductor nitride layer etching system comprises a device(1) for adding ammonium fluoride or buffered hydrofluoric acid to a chemical solution containing hot phosphoric acid solution.

Description

Die Erfindung betrifft ein Halbleiternitridschicht-Ätzsystem zur Stabilisierung der Nitridschichtätzrate eines Halblei­ terwafers und des Ätzselektivitätsverhältnisses.The invention relates to a semiconductor nitride layer etching system to stabilize the nitride layer etching rate of a semi-lead terwafers and the etch selectivity ratio.

Halbleiternitridschichten mit verschiedenen Eigenschaften können heute mit verschiedenen Verfahren gebildet werden, und daher gibt es immer mehr Anwendungen bei der Halbleiter­ fertigung. Mit zunehmendem Integrationsgrad eines Halblei­ terbauelements wird die Struktur des Bauelements kompli­ zierter, und die Arten von gleichzeitig vorhandenen Schich­ ten sind von dem Prozeß abhängig, bei dem die Schichten angewandt werden.Semiconductor nitride layers with different properties can be formed today with different methods and therefore there are more and more applications in semiconductors production. With increasing degree of integration of a semi-lead terbauelements the structure of the component is compli graced, and the types of coexisting layer ten depend on the process in which the layers be applied.

Im allgemeinen wird beim Nitridschichtätzen bisher eine Naß­ behandlung und eine Behandlungslösung, die heiße Phosphor­ säure enthält, angewandt. Mit zunehmendem Integrationsgrad eines Bauelements und immer größerer Komplexität der Struk­ tur des Bauelements werden Nitridschichten und Oxidnitrid­ schichten mit verschiedenen Eigenschaften verwendet. Es ist daher schwierig, diese Schichten des Nitridschichtsystems mittels der herkömmlichen Behandlung mit heißer Phosphor­ säure mit hoher Steuerbarkeit zu ätzen.In general, wet has been used in nitride layer etching treatment and a treatment solution, the hot phosphorus contains acid, applied. With increasing degree of integration of a component and the complexity of the structure The device uses nitride layers and oxide nitride  layers with different properties are used. It is therefore difficult these layers of the nitride layer system using conventional treatment with hot phosphorus etching acid with high controllability.

Da die Querschnittsform und die Reinheit eines integrierten Schaltkreises nach dem Ätzen sehr wichtig sind, ist es bei einem Halbleiter-Herstellungsverfahren sehr wichtig, das Ätzselektivitätsverhältnis zwischen einer zu ätzenden Ni­ tridschicht und weiteren gleichzeitig vorhandenen Schichten zu steuern (z. B. Schicht auf SiOxNy-Basis: Ox, y2). Das Ätzselektivitätsverhältnis wird durch eine Gleichgewichts­ reaktion bestimmt, die auf das Ätzen bezogen ist, und somit dienen ein Ätzmittel, ein Reaktionsprodukt und die Tempera­ tur als Parameter der Reaktionsrate der Gleichgewichtsreak­ tion. Daher ist es zur Realisierung von präzisem Ätzen un­ bedingt notwendig, diese Parameter zu steuern.Because the cross-sectional shape and purity of an integrated Circuit after etching are very important, it is at very important to a semiconductor manufacturing process that Etching selectivity ratio between a Ni to be etched tridschicht and other coexisting layers to control (e.g. SiOxNy-based layer: Ox, y2). The Etching selectivity ratio is determined by an equilibrium determined reaction, which is related to the etching, and thus serve an etchant, a reaction product and the tempera structure as a parameter of the reaction rate of the equilibrium reaction tion. Therefore, it is un to realize precise etching conditionally necessary to control these parameters.

Fig. 21 zeigt die Konfiguration eines herkömmlichen Nitridschicht-Ätzsystems vom Umwälztyp. Das herkömmliche Ätzsystem ist so ausgebildet, daß die Behandlungslösung durch eine Behandlungsbehälter 1 umgewälzt wird, während die Lösung gleichzeitig von einer Pumpe 2 durch einen Filter 3 geleitet und von einer Heizeinrichtung 4 aufgeheizt und entmineralisiertes Wasser von einer Tropfeinrichtung für entmineralisiertes Wasser zugeführt wird. Diese Art von Ätzsystem ist so aufgebaut, daß die Konzentration und Temperatur nur der Phosphorsäure in der Behandlungslösung gesteuert werden, sie kann aber keine anderen Bestandteile der Behandlungslösung steuern. Es ist daher schwierig, die Ätzraten einer Nitridschicht und anderer Schichten sowie das Selektivitätsverhältnis zwischen der Nitridschicht und ande­ ren Schichten optimal und stabil zu erhalten. Fig. 21 shows the configuration of a conventional circulation type nitride film etching system. The conventional etching system is designed so that the treatment solution is circulated through a treatment tank 1 , while the solution is simultaneously passed by a pump 2 through a filter 3 and heated by a heating device 4 and demineralized water is supplied by a drip device for demineralized water. This type of etching system is designed to control the concentration and temperature of only the phosphoric acid in the treatment solution, but it cannot control other components of the treatment solution. It is therefore difficult to optimally and stably maintain the etching rates of a nitride layer and other layers and the selectivity ratio between the nitride layer and other layers.

Die Erfindung dient der Lösung der vorstehenden Probleme; Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Halblei­ ternitridschicht-Ätzsystems, wobei die Leistungsfähigkeit der Behandlungslösung verbessert wird und die Ätzrate einer Halbleiternitridschicht sowie das Ätzselektivitätsverhältnis stabilisiert werden.The invention serves to solve the above problems; The object of the invention is to provide a half lead ternitride layer etching system, the performance  the treatment solution is improved and the etching rate one Semiconductor nitride layer and the etching selectivity ratio be stabilized.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Halbleiternitrid­ schicht-Ätzsystem angegeben, das gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zur Zugabe von Ammoniumfluorid oder ge­ pufferter Fluorwasserstoffsäure zu einer Behandlungslösung, die im wesentlichen heiße Phosphorsäure enthält.According to one aspect of the invention, a semiconductor nitride Layer etching system indicated, which is characterized by a device for adding ammonium fluoride or ge buffered hydrofluoric acid to a treatment solution, which contains essentially hot phosphoric acid.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Halblei­ ternitridschicht-Ätzsystem dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Erfassen der Fluorkonzentration in der Behandlungslösung vorgesehen ist, um die Fluorkonzentration durch Steuerung der zuzugebenden Fluormenge einzustellen.According to another aspect of the invention is a semi-lead ternitride layer etching system, characterized in that a Device for detecting the fluorine concentration in the Treatment solution is provided to reduce the fluorine concentration by controlling the amount of fluorine to be added.

Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorkonzentration in der Behandlungslösung auf 200 ppm oder weniger steuerbar ist.In another aspect of the invention is the semiconductor Nitride layer etching system characterized in that the Fluorine concentration in the treatment solution to 200 ppm or is less controllable.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem bereitgestellt, das gekennzeichnet ist durch eine Einrichtung zur Zugabe von Silicium oder einer Siliciumverbindung zu der Behandlungslösung, die hauptsächlich Phosphorsäure enthält.According to another aspect of the invention, a semiconductor nitride layer etching system provided, which is marked is through a device for adding silicon or a silicon compound to the treatment solution, the mainly contains phosphoric acid.

Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem gekennzeichnet durch eine Einrich­ tung zum Detektieren der Siliciumkonzentration in der Be­ handlungslösung, so daß die Siliciumkonzentration durch Steuerung der zuzugebenden Siliciummenge einstellbar ist.In another aspect of the invention is the semiconductor nitride layer etching system characterized by a device device for detecting the silicon concentration in the loading solution, so that the silicon concentration by Control of the amount of silicon to be added is adjustable.

Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem gekennzeichnet durch eine Einrich­ tung zur Zugabe von Fluor zu der Behandlungslösung, um die Siliciumkonzentration in der Behandlungslösung durch Steuerung der zuzugebenden Fluormenge einzustellen.In another aspect of the invention is the semiconductor nitride layer etching system characterized by a device addition of fluorine to the treatment solution to achieve the  Silicon concentration in the treatment solution Control of the amount of fluorine to be added.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem gekennzeichnet durch eine Einrich­ tung zur Zugabe von Fluor zu der Behandlungslösung, so daß die Siliciumkonzentration in der Behandlungslösung auf eine bestimmte Rate der Siliciumsättigungskonzentration bei der Temperatur der Behandlungslösung einstellbar ist.According to a further aspect of the invention is the semiconductor nitride layer etching system characterized by a device tion to add fluorine to the treatment solution so that the silicon concentration in the treatment solution to a certain rate of silicon saturation concentration at the The temperature of the treatment solution is adjustable.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Halblei­ ternitridschicht-Ätzsystem bereitgestellt, das gekenn­ zeichnet ist durch eine Einrichtung zum Kühlen und Ableiten einer Behandlungslösung, die hauptsächlich Phosphorsäure enthält, aus einem Behandlungsbehälter und eine Einrichtung zum Injizieren frischer Phosphorsäurelösung in diesen Behälter, um so die Bestandteile der Behandlungslösung in dem Behälter einzustellen.According to another aspect of the invention, a semi-lead ternitride layer etching system provided, the characterized is characterized by a device for cooling and draining a treatment solution that is mainly phosphoric acid contains, from a treatment tank and a facility to inject fresh phosphoric acid solution into it Container so as to contain the components of the treatment solution the container.

Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumkonzentration in der Behandlungslösung in einem Behandlungsbehälter durch Injizieren von frischer Phosphor­ säurelösung, die Silicium enthält, einstellbar ist.In another aspect of the invention is the semiconductor Nitride layer etching system characterized in that the Silicon concentration in the treatment solution in one Treatment container by injecting fresh phosphorus acid solution containing silicon is adjustable.

Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem gekennzeichnet durch einen Wärme­ tauscher zur Wärmeübertragung zwischen der abzuführenden Phorphorsäure-Behandlungslösung und zu injizierender Phos­ phorsäurelösung.According to another aspect of the invention is the semiconductor nitride layer etching system characterized by a heat Exchanger for heat transfer between the to be removed Phosphoric acid treatment solution and Phos to be injected phosphoric acid solution.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Halblei­ ternitridschicht-Ätzsystem bereitgestellt, das gekenn­ zeichnet ist durch eine Vielzahl von Behandlungsbehältern, in denen eine Behandlungslösung aufgenommen ist, die hauptsächlich Phosphorsäure und außerdem Silicium enthält, so daß die Siliciumkonzentration in der in den Behandlungs­ behältern aufgenommenen Behandlungslösung durch Überführen von Behandlungslösung zwischen den Behandlungsbehältern einstellbar ist.According to another aspect of the invention, a semi-lead ternitride layer etching system provided, the characterized is characterized by a large number of treatment containers, in which a treatment solution is included, the contains mainly phosphoric acid and also silicon, so that the silicon concentration in the in the treatment  container received treatment solution by transfer of treatment solution between the treatment containers is adjustable.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Halblei­ ternitridschicht-Ätzsystem gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, um die Siliciumkonzentration der Behand­ lungslösung in den Behandlungsbehältern zu berechnen und die Überführung der Behandlungslösung zwischen den Behandlungs­ behältern zu steuern.According to a further aspect of the invention, the semi-lead is ternitride layer etching system characterized by a Control device for the silicon concentration of the treatment solution in the treatment containers and calculate the Transfer of treatment solution between treatments to control containers.

Bei einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem gekennzeichnet durch eine Einrich­ tung zum Messen der relativen Dichte der Behandlungslösung, um die relative Dichte der Behandlungslösung durch Zugabe von Wasser einzustellen.In another aspect of the invention is the semiconductor nitride layer etching system characterized by a device device for measuring the relative density of the treatment solution, the relative density of the treatment solution by adding of water.

Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist das Halbleiter­ nitridschicht-Ätzsystem dadurch gekennzeichnet, daß ein Behandlungsbehälter und ein mit Chemikalienlösung in Berüh­ rung gelangender Bereich eines Umwälzkanals für Chemikalien­ lösung aus einem Material bestehen, aus dem kein Silicium herausgelöst wird.According to another aspect of the invention, the semiconductor Nitride layer etching system, characterized in that a Treatment container and a chemical solution in touch area of a circulation channel for chemicals solution made of a material from which no silicon is extracted.

Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung sind die oben aufgeführten Merkmale der Erfindung miteinander kombinier­ bar.According to yet another aspect of the invention, those are above Combine listed features of the invention bar.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:The invention is also described below with respect to others Features and advantages based on the description of exec example and with reference to the enclosed Drawings explained in more detail. The drawings show in:

Fig. 1 die Konfiguration der ersten Ausführungsform des Nitridschicht-Ätzsystems (Naßbehandlungssystems) gemäß der Erfindung; . Figure 1 shows the configuration of the first embodiment of the nitride layer etching system (Naßbehandlungssystems) according to the invention;

Fig. 2 die Querschnittsform eines Bauelements, wobei ein Fall gezeigt ist, in dem eine Nitridschicht mit der ersten Ausführungsform der Erfindung geätzt wird; Fig. 2, in which a nitride layer is etched with the first embodiment of the invention, the cross sectional shape of a device wherein a case is shown;

Fig. 3 die Beziehung zwischen Ätzraten einer Plasma- Siliciumnitridschicht (Plasma-SiN) und einer Oxidschicht (TEOS-Gas) einerseits und der F-Konzentration in einem Phosphorsäuresystem andererseits; FIG. 3 shows the relationship between etching rates of a plasma silicon nitride film (Plasma-SiN), and a layer of oxide (TEOS) gas on the one hand and the F concentration in a phosphoric acid system on the other hand;

Fig. 4 die Konfiguration der zweiten Ausführungsform des Nitridschicht-Ätzsystems (Naßbehandlungssystems) gemäß der Erfindung; FIG. 4 shows the configuration of the second embodiment of the nitride layer etching system (Naßbehandlungssystems) according to the invention;

Fig. 5 Ätzraten von SiON-Schichten mit verschiedenen Brechzahlen in bezug auf heiße Phosphorsäure; FIG. 5 shows etching rates of SiON layers having different refractive indices with respect to hot phosphoric acid;

Fig. 6 die Beziehung zwischen der gesamten behandelten Schichtdicke einer Nitridschicht und der Si-Konzentration in einem Phosphorsäuresystem; Figure 6 shows the relationship between the total thickness of the treated layer of a nitride layer and the Si concentration in a phosphoric acid system.

Fig. 7 die Beziehung zwischen der Si-Konzentration in einem Phosphorsäuresystem und Ätzraten von Si₃N₄ und SiO₂; Figure 7 shows the relationship between the Si concentration in a phosphoric acid system and etching rates of Si₃N₄ and SiO₂.

Fig. 8 die Beziehung zwischen der Nutzungsdauer von Phosphorsäure und Ätzraten von Si₃N₄ und SiO₂; Figure 8 shows the relationship between the useful life of phosphoric acid and etching rates of Si₃N₄ and SiO₂.

Fig. 9 die Beziehung zwischen der Phosphorsäuretemperatur und der Si-Sättigungskonzentration; Fig. 9 shows the relationship between the phosphoric acid temperature and the Si saturation concentration;

Fig. 10 die Ätzrate einer SiON-Schicht (Brechzahl = 1,590) bei jeder Temperatur, wenn die Si-Konzentration in Phosphorsäure auf 0% und 25% der Si-Sättigungs­ konzentration eingestellt ist, bei jeder Phosphor­ säuretemperatur; Fig. 10 (= 1.590 refractive index), acid temperature, the etch rate of an SiON layer at any temperature when the Si concentration in phosphoric acid to 0% and 25% of the Si-saturation concentration is set at each phosphorus;

Fig. 11 einen Vergleich zwischen steigenden Si-Mengen in Phosphorsäure, wenn ein mit Flüssigkeit in Kontakt gelangender Bereich aus Ti oder aus Quarz besteht; Figure 11 shows a comparison between increasing amounts of Si in phosphoric acid, if a managed forming with liquid in the contact region of Ti or is made of quartz.

Fig. 12 die Konfiguration der dritten Ausführungsform des Nitridschicht-Ätzsystems (Naßbehandlungssystems) gemäß der Erfindung; Fig. 12 shows the configuration of the third embodiment of the nitride layer etching system (Naßbehandlungssystems) according to the invention;

Fig. 13 im einzelnen den Aufbau eines Wärmetauschers; Fig. 13 in detail the structure of a heat exchanger;

Fig. 14 die Beziehung zwischen der Ätzrate von SiO₂ und der Lebensdauer der Behandlungslösung, wenn die Konzentration von in Phosphorsäure injiziertem Si eingestellt wird und wenn Si quantitativ in Phos­ phorsäure injiziert wird; Fig. 14 shows the relationship between the etching rate of SiO₂ and the life of the treatment solution when the concentration of Si injected in phosphoric acid is adjusted and when Si is injected quantitatively in phosphoric acid;

Fig. 15 die Konfiguration der vierten Ausführungsform des Nitridschicht-Ätzsystems (Naßbehandlungssystems) gemäß der Erfindung; Fig. 15 shows the configuration of the fourth embodiment of the nitride layer etching system (Naßbehandlungssystems) according to the invention;

Fig. 16 die Beziehung zwischen der Konzentration und der elektrischen Leitfähigkeit von Phosphorsäure;16 shows the relationship between the concentration and electric conductivity of phosphoric acid.

Fig. 17 die Beziehung zwischen der Konzentration und dem Siedepunkt von Phosphorsäure; Fig. 17 shows the relationship between the concentration and the boiling point of phosphoric acid;

Fig. 18 die Beziehung zwischen der Temperatur und der Ätzrate von Phosphorsäure; Fig. 18 shows the relationship between the temperature and the etching rate of phosphoric acid;

Fig. 19 die Ergebnisse von Experimenten hinsichtlich der Beziehung zwischen der An- oder Abwesenheit einer Steuerung der relativen Dichte und der Ätzrate von Phosphorsäure; Fig. 19 shows the results of experiments on the relationship between the presence or absence of control of the relative density and the etching rate of phosphoric acid;

Fig. 20 die Konfiguration der fünften Ausführungsform des Nitridschicht-Ätzsystems (Naßbehandlungssystems) gemäß der Erfindung; und . 20 shows the configuration of the fifth embodiment of the nitride layer etching system (Naßbehandlungssystems) according to the invention; and

Fig. 21 die Konfiguration eines herkömmlichen Nitrid­ schicht-Ätzsystems (Naßbehandlungssystems). Fig. 21 shows the configuration of a conventional nitride-film etching system (Naßbehandlungssystems).

Erste AusführungsformFirst embodiment

Nachstehend wird die erste Ausführungsform beschrieben, bei der die Betonung auf der Wahl der Behandlungslösung und der Einstellung der Fluorkonzentration in der Behandlungslösung liegt. Fig. 1 zeigt eine Konfiguration der ersten Ausfüh­ rungsform des Ätzsystems (Naßbehandlungssystems) zum Ätzen einer Halbleiter-Nitridschicht. Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt das Naßbehandlungssystem einen Behandlungsbehälter 1 und eine Pumpe 2, um die Behandlungslösung durch den Behandlungs­ behälter 1 umzuwälzen. Ein Umwälzkanal für die Behandlungs­ lösung umfaßt einen Filter 3, um Verunreinigungen aus der Behandlungslösung zu entfernen, eine Heizeinrichtung 4, um die Temperatur der Behandlungslösung auf eine Behandlungs­ temperatur zurückzubringen, und eine Tropfeinrichtung 5 für entmineralisiertes Wasser, um zu verdampfendes Wasser auf­ zufüllen.The first embodiment will be described below, in which the emphasis is on the choice of the treatment solution and the adjustment of the fluorine concentration in the treatment solution. Fig. 1 shows a configuration of the first exporting approximate shape of the etching system (Naßbehandlungssystems) for etching a semiconductor nitride layer. As shown in FIG. 1, the wet treatment system comprises a treatment tank 1 and a pump 2 to circulate the treatment solution through the treatment tank 1 . A circulation channel for the treatment solution comprises a filter 3 to remove impurities from the treatment solution, a heating device 4 to bring the temperature of the treatment solution back to a treatment temperature, and a drip device 5 for demineralized water to fill up water to be evaporated.

Ferner hat das Naßbehandlungssystem einen Fluor- bzw. F-Konzentrationsmonitor 7, der die Fluor- bzw. F-Konzentration in der Behandlungslösung überwacht und einen Fluor- bzw. F-Injektor 10 steuert, um die F-Konzentration in der Behand­ lungslösung zu erhöhen. Die Information des F-Konzentra­ tionsmonitors 7 wird zu einem Injektionssteuersystem 8 auf einer Signalleitung 12 übertragen. Das Injektionssteuer­ system 8 steuert den F-Injektor 10 über eine Signalleitung 14.Furthermore, the wet treatment system has a fluorine or F concentration monitor 7 , which monitors the fluorine or F concentration in the treatment solution and controls a fluorine or F injector 10 in order to increase the F concentration in the treatment solution . The information from the F concentration monitor 7 is transmitted to an injection control system 8 on a signal line 12 . The injection control system 8 controls the F-injector 10 via a signal line 14 .

Das Naßbehandlungssystem arbeitet mit Phosphorsäure als Hauptbestandteil der Behandlungslösung, heizt die Behand­ lungslösung mittels der Heizeinrichtung 4 auf, um sie auf einer konstanten Temperatur zu halten, und hält die Kon­ zentration der Phosphorsäure konstant, während gleichzeitig zu verdampfendes Wasser von der Tropfeinrichtung 5 für entmineralisiertes Wasser nachgefüllt wird. Außerdem ver­ anlaßt das Naßbehandlungssystem die ständige Umwälzung der Behandlungslösung durch die Pumpe 2, um Bewegungseffekte zu beschleunigen.The wet treatment system works with phosphoric acid as the main component of the treatment solution, heats the treatment solution by means of the heating device 4 to keep it at a constant temperature, and keeps the concentration of the phosphoric acid constant while at the same time water to be evaporated from the drip device 5 for demineralized water is refilled. In addition, the wet treatment system causes the constant circulation of the treatment solution by the pump 2 to accelerate movement effects.

Die der Phosphorsäure zuzufügende Behandlungslösung wird nachstehend beschrieben. Nach durchgeführten Experimenten ist es schwierig, den Zustand beizubehalten, in dem Si-Verbindungen vollständig aus einer Phosphorsäurelösung entfernt sind. Es ist wichtiger, die F-Konzentration stabiler zu halten, als die Si-Verbindungen vollständig zu entfernen.The treatment solution to be added to the phosphoric acid becomes described below. After experiments it is difficult to maintain the state in which Si compounds completely from a phosphoric acid solution are removed. It is more important the F concentration keep more stable than the Si compounds completely remove.

Durch Zugabe von Ammoniumfluorid (NH₄F) oder von gepufferter Fluorwasserstoffsäure (BHF), die Fluorwasserstoff (HF) und Ammmoniumfluorid (NH₄F) enthält, zu einer Phorphorsäure­ lösung wird die folgende Reaktionsgleichung als eine Gleichgewichtsreaktion erhalten:By adding ammonium fluoride (NH₄F) or buffered Hydrofluoric acid (BHF), the hydrofluoric acid (HF) and Contains ammonium fluoride (NH₄F) to a phosphoric acid solution is the following reaction equation as one Get equilibrium reaction:

NH₄F + HF ↔ NH₄ + HF₂⁻NH₄F + HF ↔ NH₄ + HF₂⁻

Es ist somit möglich, die Konzentration von HF₂, das als Ätzmittel für SiO₂ dient, in Phosphorsäure stabil zu halten, indem anstelle von Fluorwasserstoffsäure BHF, die NH₄F und HF enthält, zugefügt wird. Da ferner die Konzentration von HF₂, das als Ätzmittel dient, genauer gesteuert werden kann, ist die Zugabe von Ammoniumfluorid (NH₄F) oder gepufferter Fluorwasserstoffsäure (BHF), die HF und NH₄F enthält, für die Einstellung der F-Konzentration unabdingbar.It is thus possible to adjust the concentration of HF₂, which as Etchant for SiO₂ serves to keep stable in phosphoric acid, by using instead of hydrofluoric acid BHF, the NH₄F and HF contains, is added. Furthermore, since the concentration of HF₂, which serves as an etchant, can be controlled more precisely, is the addition of ammonium fluoride (NH₄F) or buffered Hydrofluoric acid (BHF), which contains HF and NH₄F, for the setting of the F concentration is essential.

Silicium dient als ein Substrat zur Bildung eines integrier­ ten Schaltkreises. Das Ätzen von Silicium schreitet entlang der Grenze zwischen Siliciumkörnern fort, und die Rauheit nimmt zu, weil Körner aktiviert werden. Eine Zunahme der Rauheit führt zu dem Problem einer Verschlechterung von Charakteristiken eines Bauelements, weil der Leckstrom sehr leicht ansteigt und die Durchbruchspannung gesenkt wird. Silicon serves as a substrate to form an integrated circuit. The etching of silicon is progressing the boundary between silicon grains continues, and the roughness increases because grains are activated. An increase in Roughness leads to the problem of worsening Characteristics of a device because of the leakage current very increases slightly and the breakdown voltage is reduced.  

Es ist ein Fall bekannt, in dem zum Ätzen von Silicium oder einer Siliciumnitridschicht ein Gemisch aus Phosphorsäure, Fluorwasserstoffsäure und Salpetersäure eingesetzt wird. Die Erfinder haben jedoch festgestellt, daß die Silicium-Ätzrate auf 1 Å/min oder kleiner gesteuert werden kann, wenn die Salpetersäurekomponenten entfernt werden, so daß dadurch die Ätzrate verringert wird. Infolgedessen wird keine Zunahme der Rauheit beobachtet, bzw. es erfolgt keine Verschlech­ terung von Charakteristiken.A case is known in which to etch silicon or a silicon nitride layer a mixture of phosphoric acid, Hydrofluoric acid and nitric acid is used. The However, inventors have found that the silicon etch rate can be controlled to 1 Å / min or less if the Nitric acid components are removed, so that the Etching rate is reduced. As a result, there will be no increase the roughness is observed or there is no deterioration characteristics.

Im vorliegenden Fall wird daher die F-Konzentration in der Behandlungslösung durch den F-Konzentrationsmonitor 7 auf­ genommen, das Injektionssteuersystem 8 wird in Abhängigkeit eines Signals von dem Monitor betätigt, und Ammoniumfluorid (NH₄F) oder gepufferte Fluorwasserstoffsäure (BHF), die Fluorwasserstoff (HF) und Ammoniumfluorid (NH₄F) enthält, wird aus der F-Injektionseinrichtung 10 zugegeben, um die F- Konzentration zu steuern. Es ist dadurch möglich, die Ni­ tridschicht-Ätzrate zu stabilisieren.In the present case, therefore, the F concentration in the treatment solution is recorded by the F concentration monitor 7 , the injection control system 8 is actuated in response to a signal from the monitor, and ammonium fluoride (NH₄F) or buffered hydrofluoric acid (BHF), the hydrogen fluoride (HF ) and contains ammonium fluoride (NH₄F) is added from the F injection device 10 to control the F concentration. It is thereby possible to stabilize the nitride layer etching rate.

Die Bedeutung einer Steuerung der Konzentration von Fluor oder Ammoniumfluorid in einem Phorphorsäuregemisch, also im vorliegenden Fall der F-Konzentration, wird nachstehend beschrieben. Als spezifisches Anwendungsbeispiel wird dabei die Bedeutung der Steuerung der F-Konzentration auf 200 ppm oder weniger zum Ätzen einer Plasma-Siliciumnitridschicht (Plasma-SiN) beschrieben.The importance of controlling the concentration of fluorine or ammonium fluoride in a phosphoric acid mixture, ie in the present case of F concentration, is shown below described. As a specific application example the importance of controlling the F concentration to 200 ppm or less for etching a plasma silicon nitride layer (Plasma SiN).

Fig. 2 zeigt eine Struktur, bei der eine Nitridschicht, die durch Plasma gebildet ist (Plasma-SiN-Schicht), geätzt wird. Dies ist ein Fall, bei dem eine durch Plasma gebildete Nitridschicht als reflexmindernde Schicht eines Halbleiter­ bauelements mit einer 0,25 µm-Norm, wobei es sich um ein weiterentwickeltes Bauelement wie etwa einen 256 MDRAM handelt, geätzt und abgetragen wird. Fig. 2 shows a structure in which a nitride layer is formed by plasma (plasma SiN film) is etched. This is a case in which a nitride layer formed by plasma as a reflection-reducing layer of a semiconductor component with a 0.25 μm standard, which is a further developed component such as a 256 MDRAM, is etched and removed.

Bei dem Herstellungsverfahren des 256 MDRAM wird, wie Fig. 2 zeigt, eine TEOS-Oxidschicht auf einem Siliciumsubstrat gebildet, und dann wird Plasma-SiN, das als reflexmindernde Schicht- dient, auf der TEOS-Oxidschicht gebildet. Dann wird auf den Wafer Resistlack aufgebracht und belichtet, um ein Loch mit einem Durchmesser von 0,25 µm (2500 Å) auf der TEOS-Oxidschicht zu bilden. Nach dem Entfernen des Resist­ lacks hat das Bauelement die in Fig. 2 gezeigte Struktur.In the manufacturing process of the 256 MDRAM, as shown in FIG. 2, a TEOS oxide film is formed on a silicon substrate, and then plasma SiN serving as an anti-reflection film is formed on the TEOS oxide film. Then resist is applied to the wafer and exposed to form a hole with a diameter of 0.25 µm (2500 Å) on the TEOS oxide layer. After removing the resist lacquer, the component has the structure shown in FIG. 2.

Bei dem vorstehenden Vorgang wird das Plasma-SiN allgemein durch Fluor enthaltende Phosphorsäure abgeätzt und entfernt. Die Ätzdauer beträgt 30 s oder mehr im Hinblick auf Ätz­ gleichförmigkeit und Steuerbarkeit. Fig. 3 zeigt die Bezie­ hung zwischen den Ätzraten von Plasma-SiN und einer Oxidschicht (durch TEOS-Gas gebildet) und der Konzentration von F, das in einem Phosphorsäuresystem enthalten ist, bei der Ätzbehandlung unter Anwendung einer Fluor enthaltenden Phosphorsäure.In the above process, the plasma SiN is generally etched and removed by fluorine-containing phosphoric acid. The etching time is 30 s or more in terms of etching uniformity and controllability. Fig. 3 shows the relationship between the etching rates of plasma SiN and an oxide layer (formed by TEOS gas) and the concentration of F contained in a phosphoric acid system in the etching treatment using a fluorine-containing phosphoric acid.

Die in Fig. 2 gezeigte Struktur gilt allgemein für ein Bau­ element mit 0,25 µm-Norm, und eine Schichtdicke des Plasma- SiN von ungefähr 700 Å wird im Hinblick auf einen von einer Belichtungswellenlänge abhängigen Absorptionskoeffizienten gewählt. Zum Abtragen der Schicht einer Dicke von 700 Å für die Dauer von 30 s oder mehr ergibt sich aus den Ergebnissen von Experimenten, die in Fig. 3 gezeigt sind, daß die Ätz­ rate 1400 Å oder weniger für die Dauer von 1 min und die F- Konzentration 220 ppm oder niedriger sein muß. Während des Ätzvorgangs der Plasma-SiN-Schicht wird die TEOS-Oxidschicht aus der Querrichtung seitlich weggeätzt. Aus den experimen­ tellen Ergebnissen von Fig. 3 ergibt sich, daß die Ätztiefe 125 Å/min jeweils von beiden Seiten ist, und daß der Durch­ messer um 250 Å/min zunimmt. Die Toleranz zur Bildung eines Lochs mit einem Durchmesser von 2500 Å ist 10% des Durch­ messers, d. h. also 2500 ±250 Å . Wenn die F-Konzentration höher als 200 ppm ist, wird die Oxidschicht bis zu mehr als 250 Å oder mehr geätzt, so daß 250 Å überschritten werden. The structure shown in FIG. 2 applies generally to a component with a 0.25 μm standard, and a layer thickness of the plasma SiN of approximately 700 Å is selected with a view to an absorption coefficient dependent on an exposure wavelength. To remove the layer of 700 Å in thickness for 30 seconds or more, it is found from the results of experiments shown in FIG. 3 that the etching rate is 1400 Å or less for 1 minute and the F - concentration must be 220 ppm or lower. During the etching process of the plasma SiN layer, the TEOS oxide layer is laterally etched away from the transverse direction. From the experimental results of Fig. 3 it follows that the etching depth is 125 Å / min from both sides, and that the diameter increases by 250 Å / min. The tolerance to form a hole with a diameter of 2500 Å is 10% of the diameter, ie 2500 ± 250 Å. If the F concentration is higher than 200 ppm, the oxide layer is etched to more than 250 Å or more to exceed 250 Å.

Es ist daher nicht möglich, die Vorgabe eines Lochs mit einem Durchmesser, der für ein Bauelement nach der 0,25 µm- Norm erforderlich ist, zu erfüllen. Wenn die F-Konzentration 200 ppm oder niedriger ist, wird das vorstehende Problem gelöst, weil die Ätzbedingungen für die Plasma-SiN-Schicht (700 Å für 30 s oder länger) und für die TEOS-Schicht (250 Å oder weniger) dadurch erfüllt sind, daß das Ätzen zwischen 30 s und 1 min durchgeführt wird.It is therefore not possible to use a hole a diameter for a component according to the 0.25 µm Standard is required to meet. If the F concentration Is 200 ppm or lower, the above problem becomes solved because the etching conditions for the plasma SiN layer (700 Å for 30 s or longer) and for the TEOS layer (250 Å or less) are satisfied by etching between 30 s and 1 min is carried out.

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Nachstehend wird die zweite Ausführungsform beschrieben, bei der die Einstellung der Siliciumkonzentration in der Behand­ lungslösung von Bedeutung ist. Fig. 4 zeigt eine Konfigura­ tion des Ätzsystems (Naßbehandlungssystems) gemäß dieser zweiten Ausführungsform. Wie Fig. 4 zeigt, umfaßt das Naß­ behandlungssystem einen Behandlungsbehälter 1 und eine Pumpe 2, um die Behandlungslösung durch den Behandlungsbehälter 1 umzuwälzen. Der Umwälzkanal für die Behandlungslösung hat einen Filter 3, um Verunreinigungen aus der Behandlungs­ lösung zu entfernen, eine Heizeinrichtung 4, um die Tempe­ ratur der Behandlungslösung auf die Behandlungstemperatur zurückzubringen, und eine Tropfeinrichtung 5 für entmine­ ralisiertes Wasser, um zu verdampfendes Wasser zu erneuern.The following describes the second embodiment in which the adjustment of the silicon concentration in the treatment solution is important. Fig. 4 shows a configuration of the etching system (wet treatment system) according to this second embodiment. As FIG. 4 shows, the wet treatment system includes a treatment tank 1 and a pump 2 for circulating the treatment solution through treatment tank 1. The circulation channel for the treatment solution has a filter 3 to remove impurities from the treatment solution, a heating device 4 to bring the temperature of the treatment solution back to the treatment temperature, and a drip device 5 for demineralized water to renew the water to be evaporated.

Ferner weist das Naßbehandlungssystem einen Si-Konzentra­ tionsmonitor 6 zur Erfassung der Si-Konzentration in der Behandlungslösung und einen F-Konzentrationsmonitor 7 zur Erfassung der F-Konzentration in der Behandlungslösung auf. Ein Injektionssteuersystem 8 wird in Abhängigkeit von Signalen dieser Monitore betätigt, um einen Si-Injektor 9 zur Erhöhung der Si-Konzentration in der Behandlungslösung und einen F-Injektor 10 zur Erhöhung der F-Konzentration in der Behandlungslösung zu steuern. Die Information des Si- Konzentrationsmonitors 6 wird zu dem Injektionssteuersystem 8 auf einer Signalleitung 11 übertragen, und die Information von dem F-Konzentrationsmonitor 7 wird zu dem Injektions­ steuersystem 8 auf einer Signalleitung 12 übertragen. Das Injektionssteuersystem 8 steuert den Si-Injektor 9 über eine Signalleitung 13 und den F-Injektor 10 über eine Signal­ leitung 14.Furthermore, the wet treatment system has a Si concentration monitor 6 for detecting the Si concentration in the treatment solution and an F concentration monitor 7 for detecting the F concentration in the treatment solution. An injection control system 8 is actuated in response to signals from these monitors to control an Si injector 9 to increase the Si concentration in the treatment solution and an F injector 10 to increase the F concentration in the treatment solution. The information from the Si concentration monitor 6 is transmitted to the injection control system 8 on a signal line 11 , and the information from the F concentration monitor 7 is transmitted to the injection control system 8 on a signal line 12 . The injection control system 8 controls the Si injector 9 via a signal line 13 and the F injector 10 via a signal line 14 .

Das Naßbehandlungssystem verwendet Phosphorsäure als den Hauptbestandteil der Behandlungslösung, heizt die Behand­ lungslösung mit Hilfe der Heizeinrichtung 4 auf, um sie auf einer konstanten Temperatur zu halten, und hält die Phos­ phorsäurekonzentration konstant, während gleichzeitig zu verdampfendes Wasser aus der Tropfeinrichtung 5 für ent­ mineralisiertes Wasser nachgefüllt wird. Ferner wird die Behandlungslösung in dem Naßbehandlungssystem von der Pumpe 2 ständig umgewälzt, um Bewegungseffekte zu beschleunigen.The wet treatment system uses phosphoric acid as the main component of the treatment solution, heats the treatment solution by means of the heating device 4 to keep it at a constant temperature, and keeps the phosphoric acid concentration constant while at the same time water to be evaporated from the dropping device 5 for demineralized water is refilled. Furthermore, the treatment solution in the wet treatment system is constantly circulated by the pump 2 in order to accelerate movement effects.

Im vorliegenden Fall soll zuerst die Bedeutung der Zugabe von Si erläutert werden. Wenn eine Elementtrennung durch eine Oxidschicht eines Siliciumbauelements erfolgt, kann ein Verfahren zur Ausbildung einer sehr dünnen Oxid-Nitrid­ schicht mit einer Dicke von ungefähr 10 nm unter einer Nitridschicht angewandt werden. Da die Nitridschicht häufig mit einer heißen Behandlungslösung auf der Basis von Phos­ phorsäure geätzt wird, ist es in diesem Fall notwendig auszuschließen, daß die heiße Behandlungslösung auf Phos­ phorsäurebasis mit einem Siliciumsubstrat in Kontakt gelangt und das Substrat angreift. Wenn die Ätzrate der Oxid-Ni­ tridschicht größer als die der Nitridschicht ist, wird die Oxid-Nitridschicht unmittelbar nach dem Entfernen der Nitridschicht abgetragen. Daher ist ein größeres Selek­ tivitätsverhältnis zwischen diesen beiden Schichten besser. Fig. 5 zeigt Ätzraten von SiON-Schichten mit verschiedenen Brechzahlen gegenüber heißer Phosphorsäure. Wie Fig. 5 zeigt, tendiert die Ätzrate einer Oxid-Nitridschicht dazu, mit steigender Siliciumkonzentration abzunehmen, aber die Ätzrate einer Nitridschicht ändert sich nicht. Das heißt also, es kann eine hohe Selektivität erhalten werden, indem die Siliciumkonzentration auf einem hohen Wert gehalten wird.In the present case, the meaning of the addition of Si will first be explained. When element separation is performed by an oxide layer of a silicon device, a method of forming a very thin oxide nitride layer about 10 nm thick under a nitride layer can be used. In this case, since the nitride layer is frequently etched with a hot treatment solution based on phosphoric acid, it is necessary to rule out that the hot treatment solution based on phosphoric acid comes into contact with a silicon substrate and attacks the substrate. If the etching rate of the oxide nitride layer is greater than that of the nitride layer, the oxide nitride layer is removed immediately after the nitride layer is removed. Therefore, a larger selectivity ratio between these two layers is better. Fig. 5 shows etching rates of SiON layers having different refractive indices with respect to hot phosphoric acid. As shown in Fig. 5, the etching rate of an oxide nitride layer tends to decrease with increasing silicon concentration, but the etching rate of a nitride layer does not change. That is, high selectivity can be obtained by keeping the silicon concentration high.

Die Wichtigkeit der Injektion von Si in Phosphorsäurelösung und der Einstellung der Si-Konzentration sowie die Bedeutung der Injektion von F in die Phosphorsäurelösung und der Einstellung der F- und der Si-Konzentration im vorliegenden Fall werden nachstehend beschrieben. Im Fall des in Fig. 4 gezeigten Systems löst sich bei der Durchführung des Ätz­ vorgangs in dem Behandlungsbehälter 1 die Si-Komponente auf, und die Si-Konzentration in der Behandlungslösung nimmt zu. Dieser Zustand ist in Fig. 6 gezeigt. Wie dort zu sehen ist, steigt die Siliciumsättigungskonzentration mit der Zunahme der gelösten Gesamtschichtdicke an. Das Si beeinflußt die Ätzrate von Schichten auf SiOxNy-Basis wie etwa einer SiO₂- Schicht, einer LP-SiON-Schicht, einer Plasma-SiON-Schicht, einer Plasma-SiN-Schicht oder einer N-dotierten Polysili­ cium-Schicht und verursacht je nach dem Umständen eine 100fache oder höhere Schwankung der Rate. Das ist in Fig. 7 gezeigt. Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß die Ätzrate von Si₃N₄ sich bei einer Änderung der Siliciumkonzentration kaum ändert, wohingegen die Ätzrate von SiO₂ extrem abnimmt.The importance of injecting Si into the phosphoric acid solution and adjusting the Si concentration, and the importance of injecting F into the phosphoric acid solution and adjusting the F and Si concentrations in the present case are described below. In the case of the system shown in FIG. 4, when the etching is carried out in the treatment tank 1, the Si component dissolves and the Si concentration in the treatment solution increases. This state is shown in Fig. 6. As can be seen there, the silicon saturation concentration increases with the increase in the total dissolved layer thickness. The Si influences the etching rate of SiOxNy-based layers such as an SiO₂ layer, an LP-SiON layer, a plasma SiON layer, a plasma SiN layer or an N-doped polysilicon layer and causes depending on the circumstances, a 100-fold or higher fluctuation in the rate. This is shown in Fig. 7. From Fig. 7 it can be seen that the etching rate of Si₃N₄ hardly changes with a change in the silicon concentration, whereas the etching rate of SiO₂ decreases extremely.

Die herkömmlichen Verfahren weisen keine Möglichkeit auf, um erzeugte Verunreinigungen auf Si-Basis aus dem System abzu­ fördern. Wenn also, wie Fig. 7 zeigt, die Ätzrate während der Behandlung schwankt, wird das Ätzen einer gewünschten Schichtdicke nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeit ent­ sprechend den Umständen fertiggestellt, und daher wird eine Restschicht gebildet.The conventional methods have no way of conveying generated Si-based impurities out of the system. Thus, as shown in Fig. 7, when the etching rate fluctuates during the treatment, the etching of a desired layer thickness is not completed within a predetermined time according to the circumstances, and therefore a residual layer is formed.

Eine vom Erfinder vorgenommene Auswertung hat gezeigt, daß Reaktionen, die in Phosphorsäurelösung ablaufen, wie nach­ stehend gezeigt arrangiert werden können:An evaluation made by the inventor has shown that Reactions that take place in phosphoric acid solution, like after can be arranged standing:

Si₃N₄ + 12H₂O ↔ 3Si(OH)₄ + 4NH₄↑ (a)Si₃N₄ + 12H₂O ↔ 3Si (OH) ₄ + 4NH₄ ↑ (a)

SiO + 2H₂O ↔ Si(OH)₄ (b)SiO + 2H₂O ↔ Si (OH) ₄ (b)

Wie die obigen Gleichungen (a) und (b) zeigen, wird eine Si enthaltende Schicht unter Anwendung von H₂O als Ätzmittel geätzt, und Si wird in Form eines Hydrats in der Behand­ lungslösung angesammelt. Wenn die Menge an angesammeltem Si in dem Reaktionssystem ansteigt, laufen Reaktionen nach links in den Gleichungen (a) und (b) ab, und zwar besonders in der Gleichung (b), und SiO₂ verbleibt als eine Rest­ schicht.As the above equations (a) and (b) show, an Si containing layer using H₂O as an etchant etched, and Si is treated in the form of a hydrate solution accumulated. If the amount of Si accumulated in the reaction system increases, reactions continue left in equations (a) and (b), specifically in equation (b), and SiO₂ remains as a residue layer.

Das Naßbehandlungssystem der zweiten Ausführungsform ist so aufgebaut, daß eine Fluor enthaltende Behandlungslösung in eine umgewälzte Behandlungslösung injiziert werden kann. Reaktionsgleichungen bei Injektion von F sind nachstehend angegeben. Wenn F-Ionen zugefügt werden, laufen die nach­ stehenden Reaktionen ab:The wet treatment system of the second embodiment is so built that a fluorine-containing treatment solution in a circulating treatment solution can be injected. Reaction equations when F is injected are below specified. If F ions are added, they run on pending reactions:

SiO₂ +4F⁻ + 2H₂O → SiF₄↑ + 2OH⁻ (c)SiO₂ + 4F⁻ + 2H₂O → SiF₄ ↑ + 2OH⁻ (c)

SiF₄ + 2F⁻ + 2H₂O → H₂SiF₆↑ + 2OH⁻ (d)SiF₄ + 2F⁻ + 2H₂O → H₂SiF₆ ↑ + 2OH⁻ (d)

Dadurch wird Si, das den Ätzvorgang hemmt, aus Verunreini­ gungen in dem Si-System in Form von H₂SiF₆ entfernt. Gleichzeitig hemmen F-Ionen die Erzeugung einer Restschicht, weil sie eine Schicht auf SiO₂-Basis ätzen und die Abtragung beschleunigen. Es wird angenommen, daß der Austrag aus dem System in Form von SiF₄-Gas, wie in der Gleichung (c) ge­ zeigt ist, und in Form eines Azeotrops von H₂O mit H₂SiF₆, wie in der Gleichung (d) gezeigt ist, erfolgt.As a result, Si, which inhibits the etching process, becomes Verunreini conditions in the Si system in the form of H₂SiF₆ removed. At the same time, F ions inhibit the generation of a residual layer, because they etch a SiO₂-based layer and remove it accelerate. It is believed that the discharge from the System in the form of SiF₄ gas, as in equation (c) ge shows, and in the form of an azeotrope of H₂O with H₂SiF₆, as shown in equation (d).

Wie hier gezeigt wird, werden Verunreinigungen in dem SiO₂- System aus dem System durch die Zugabe von F entfernt. Diese Ausführungsform ermöglicht es aber außerdem, die Si-Kon­ zentration in der Phosphorsäurelöäsung mit Hilfe des Si- Konzentrationsmonitors 6 und die F-Konzentration in der Lösung mit Hilfe des F-Konzentrationsmonitors 7 zu erfassen und eine berechnete notwendige Menge Si und/oder F durch den Si-Injektor 9 und/oder den F-Injektor 10 unter Anwendung des Injektionssteuersystems 8 zu injizieren.As shown here, impurities in the SiO₂ system are removed from the system by adding F. However, this embodiment also makes it possible to detect the Si concentration in the phosphoric acid solution using the Si concentration monitor 6 and the F concentration in the solution using the F concentration monitor 7 , and to calculate a required amount of Si and / or F by to inject the Si injector 9 and / or the F injector 10 using the injection control system 8 .

Da das herkömmliche Verfahren keine Möglichkeit zum Aus­ tragen von Si aus dem System aufweist, ist es nicht möglich, Verunreinigungen auf positive Weise zu entfernen, so daß die Leistungsfähigkeit der Behandlungslösung mit der Zeit ver­ schlechtert wird. Die vorliegende zweite Ausführungsform ermöglicht es jedoch, das Betriebsverhalten der Behand­ lungslösung zu stabilisieren und sie über lange Zeit ein­ zusetzen, indem ein Mechanismus zum Austragen von Si aus dem System vorgesehen wird.Since the conventional method is no way to stop wearing Si from the system, it is not possible Remove impurities in a positive way, so that the Performance of the treatment solution with time ver gets worse. The present second embodiment However, it enables the operating behavior of the treatment stabilizing solution and using it for a long time add a mechanism for discharging Si from the System is provided.

Das Ergebnis der Anwendung dieser Ausführungsform bei einem gebauten Ätzsystem wird nachstehend beschrieben. Wie in Verbindung mit Fig. 7 erläutert wird, nimmt die SiO₂-Ätzrate ab, wenn die Siliciumkonzentration ansteigt. Das vorliegende System stabilisiert jedoch die Ätzraten von Si₃N₄ und SiO₂ durch die Zugabe von F und die Konstanthaltung der Si- Konzentration. LP-Si₃N₄ und SiO₂ als repräsentativ für Schichten auf SiOxNy-Basis werden ausgewählt, und diese Ausführungsform wird für LP-Si₃N₄ und SiO₂ angewandt. Das Ergebnis ist in Fig. 8 gezeigt. Da es also möglich ist, die Ätzraten von LP-Si₃N₄ und SiO₂ konstantzuhalten, wird auch die Gestalt eines Bauelements konstantgehalten.The result of applying this embodiment to a built etching system is described below. As will be explained in connection with Fig. 7, the SiO₂ etch rate decreases as the silicon concentration increases. However, the present system stabilizes the etching rates of Si₃N₄ and SiO₂ by adding F and keeping the Si concentration constant. LP-Si₃N₄ and SiO₂ as representative of layers based on SiOxNy are selected, and this embodiment is applied for LP-Si₃N₄ and SiO₂. The result is shown in Fig. 8. So since it is possible to keep the etching rates of LP-Si₃N₄ and SiO₂ constant, the shape of a component is also kept constant.

Die Bedeutung der Einstellung einer Si-Konzentration auf der Grundlage der Si-Sättigungskonzentration entsprechend der Temperatur der Phosphorsäurelösung wird nachstehend be­ schrieben, indem die Einstellung der Si-Konzentration wei­ terentwickelt wird. Derzeit ändert sich die Phosphorsäure- Behandlungstemperatur in Abhängigkeit von der Verschieden­ heit von Schichtgüten, und es kommen verschiedene Behand­ lungstemperaturen zwischen 100 und 200°C zur Anwendung. Die Si-Sättigungskonzentration ändert sich in Abhängigkeit von der Temperatur der als Lösungsmittel dienenden Phosphor­ säure. Versuchsergebnisse in dieser Hinsicht sind in Fig. 9 gezeigt. Wie die Versuchsergebnisse von Fig. 9 zeigen, lösen sich bei 120°C nur 40 ppm Silicium in Phosphorsäure. Wenn eine Si₃N₄-Schicht unter diesen Bedingungen behandelt wird, kann ein hohes Selektivitätsverhältnis für SiO₂ erhalten werden. Es wurde jedoch gefunden, daß die Si₃N₄-Schicht in der Praxis nicht verwendet werden kann, weil ein Übersät­ tigungszustand auftritt und das System Störungen unterliegt, wenn sich ein Filter zusetzt, oder Störungen bei dem Ver­ fahren auftreten, weil Rückstände auf einem Wafer verblei­ ben.The importance of setting an Si concentration based on the saturated Si concentration corresponding to the temperature of the phosphoric acid solution will be described below by further developing the setting of the Si concentration. Currently, the phosphoric acid treatment temperature changes depending on the variety of layer qualities, and different treatment temperatures between 100 and 200 ° C are used. The Si saturation concentration changes depending on the temperature of the phosphoric acid serving as a solvent. Experimental results in this regard are shown in FIG. 9. As the test results from FIG. 9 show, only 40 ppm silicon dissolves in phosphoric acid at 120.degree. If an Si₃N₄ layer is treated under these conditions, a high selectivity ratio for SiO₂ can be obtained. However, it has been found that the Si₃N₄ layer cannot be used in practice because a state of oversaturation occurs and the system is subject to interference if a filter becomes clogged, or interference to the method occurs because residues remain on a wafer .

Zur Lösung des vorstehenden Problems ist gefunden worden, daß es wichtig ist, die Si-Konzentration auf eine spezifi­ sche Rate der Si-Sättigungskonzentration zu steuern, die eindeutig durch die Phosphorsäure-Temperatur auf der Basis der Si-Sättigungskonzentration bestimmt ist. Durch Anwendung dieser Methode ist es möglich, das Selektivitätsverhältnis in einem optimalen, konstanten Bereich zu halten.To solve the above problem, it has been found that it is important to adjust the Si concentration to a specific to control the rate of Si saturation concentration clearly based on the phosphoric acid temperature the Si saturation concentration is determined. By application this method it is possible to change the selectivity ratio to keep in an optimal, constant range.

Im Fall des Nitridschicht-Ätzsystems, das bei einer F- Konzentration von 0 ppb, wie in Fig. 10 gezeigt, nur Phos­ phorsäure enthält, muß die Temperatur der Phosphorsäure auf 150°C oder niedriger eingestellt werden, um die Ätzrate von Plasma-SiN bei 200 Å/min, was in einem Verfahren als fein­ steuerbarer Wert angesehen wird, oder niedriger zu halten. Die Si-Sättigungskonzentration bei 150°C ist 75 ppm. Um ein Selektivitätsverhältnis von 100 oder größer bei diesem Vorgang zu realisieren, muß die Ätzrate einer gleichzeitig zu ätzenden SiON-Schicht 2 Å/min oder geringer sein. Diese Bedingung wird bei 19 ppm oder mehr erfüllt, was 25% oder mehr der Si-Sättigungskonzentration entspricht.In the case of the nitride film etching system containing only phosphoric acid at an F concentration of 0 ppb as shown in Fig. 10, the temperature of the phosphoric acid must be set to 150 ° C or lower in order to reduce the etching rate of plasma SiN at 200 Å / min, which is considered a finely controllable value in a process, or lower. The Si saturation concentration at 150 ° C is 75 ppm. In order to achieve a selectivity ratio of 100 or greater in this process, the etching rate of a SiON layer to be etched simultaneously must be 2 Å / min or less. This condition is met at 19 ppm or more, which is 25% or more of the Si saturation concentration.

Es besteht eine positive Korrelation zwischen der Temperatur der Phosphorsäure und der Si-Sättigungskonzentration. There is a positive correlation between temperature phosphoric acid and Si saturation concentration.  

Außerdem ist die Ätzrate jeder Schicht eine Funktion der Si- Konzentration und kann in Abhängigkeit von dem Prozentsatz der Sättigungskonzentration der Si-Konzentration standar­ disiert werden. Das ist in Fig. 10 gezeigt. Daher wird der Schluß gezogen, daß das Selektivitätsverhältnis dadurch steuerbar ist, daß gesteuert wird, wie viel Si bereits gelöst ist oder wie viel Si gelöst werden kann, indem es mit der Sättigungskonzentration bei der Behandlungstemperatur präpariert wird. In der vorstehenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, in dem die F-Konzentration 0 ppb ist. Es ist jedoch sicher, daß derselbe Trend auch dann vorliegt, wenn Fluor in der Phosphorsäure enthalten ist.In addition, the etch rate of each layer is a function of the Si concentration and can be standardized as a function of the percentage of the saturation concentration of the Si concentration. This is shown in Fig. 10. Therefore, it is concluded that the selectivity ratio can be controlled by controlling how much Si has already been dissolved or how much Si can be dissolved by preparing it with the saturation concentration at the treatment temperature. In the above description, a case is described in which the F concentration is 0 ppb. However, it is certain that the same trend exists even if fluorine is contained in the phosphoric acid.

Nachstehend wird die Behandlungslösung zur Verwendung bei der Ausführungsform beschrieben. Dabei ist es wichtig, die F-Konzentration in Phosphorsäure und die Si-Konzentration auf eine vorbestimmte Rate der Si-Sättigungskonzentration bei der dann herrschenden Temperatur der Phosphorsäure ein­ zustellen. Nach durchgeführten Versuchen ist es schwierig, den Zustand beizubehalten, in dem Si-Verbindungen vollstän­ dig aus der Phosphorsäure entfernt sind, und es ist vom Gewichtspunkt der Einstellung der F-Konzentration und der Einstellung der Si-Konzentration notwendig, daß die F- Konzentration und die Si-Konzentration auf den gewünschten Prozentsatz der Si-Sättigungskonzentration bei einer ge­ gebenen Temperatur der Phosphorsäure stabiler sind.The treatment solution below is for use with the embodiment described. It is important that F concentration in phosphoric acid and the Si concentration to a predetermined rate of Si saturation concentration at the then prevailing temperature of the phosphoric acid to deliver. After trying it is difficult to maintain the state in which Si compounds are complete dig are removed from the phosphoric acid, and it is from Weight point of setting the F concentration and the Adjustment of the Si concentration is necessary so that the F- Concentration and the Si concentration to the desired one Percentage of the Si saturation concentration at a ge given temperature of phosphoric acid are more stable.

Im Fall von Ammoniumfluorid (NH₄F) und gepufferter Fluor­ wasserstoffsäure (BHF), die HF und NH₄F enthält, gilt die nachstehende Reaktionsgleichung als eine Gleichgewichts­ reaktion:In the case of ammonium fluoride (NH₄F) and buffered fluorine hydrochloric acid (BHF), which contains HF and NH₄F, applies reaction equation below as an equilibrium reaction:

NH₄F + HF ↔ HN₄ + HF₂⁻NH₄F + HF ↔ HN₄ + HF₂⁻

Wenn man also anstelle von Fluorwasserstoffsäure NH₄F oder BHF, das HF und NH₄F enthält, zusetzt, ist es möglich, die HF₂-Konzentration, die als das Ätzmittel für SiO₂ in Phos­ phorsäure dient, stabiler zu halten. Da ferner die HF₂-Kon­ zentration präziser gesteuert werden kann, ist die Zugabe von NH₄F oder BHF zur Einstellung der F-Konzentration wirksam.So if instead of hydrofluoric acid NH₄F or BHF, which contains HF and NH₄F, it is possible to HF₂ concentration, which as the etchant for SiO₂ in Phos  phosphoric acid serves to keep more stable. Furthermore, since the HF₂-Kon concentration can be controlled more precisely is the addition of NH₄F or BHF to adjust the F concentration effective.

Bei der vorliegenden Ausführungsform zur Einstellung der Konzentration von Silicium, das in der Behandlungslösung enthalten ist, die hauptsächlich heiße Phosphorsäure ent­ hält, ist die Behandlungslösung nicht auf solche Lösungen begrenzt, die nur Ammoniumfluorid oder gepufferte Fluor­ wasserstoffsäure in Phosphorsäurelösung enthalten. Die Behandlungslösung kann nicht nur heiße Phosphorsäure allein verwenden, sondern auch eine Lösung, die durch die Zugabe von Fluorwasserstoffsäure zu heißer Phosphorsäure erhalten wird. Es wird ein Naßbehandlungssystem aus dem vorstehenden heißen Phosphorsäuresystem angewandt unter Zugabe von Silicium oder einer Siliciumverbindung, um die Konzentration des Siliciums oder der Siliciumverbindung zu steuern. Es ist zwar möglich, Silicium in Form von SiO₂-Granulat, SiO₂- Pulver oder SiO₂, das in entmineralisiertem Wasser gelöst ist, zuzufügen, bevorzugt wird Silicium jedoch in Form von kolloidalem Silicium zugesetzt, weil das kolloidale Silicium leicht an anderen Substanzen reagiert.In the present embodiment for setting the Concentration of silicon in the treatment solution is contained, the ent mainly hot phosphoric acid holds, the treatment solution is not on such solutions limited to only ammonium fluoride or buffered fluorine contain hydrochloric acid in phosphoric acid solution. The Treatment solution cannot just be hot phosphoric acid alone use, but also a solution by adding obtained from hydrofluoric acid to hot phosphoric acid becomes. It becomes a wet treatment system from the above hot phosphoric acid system applied with the addition of Silicon or a silicon compound to the concentration to control the silicon or silicon compound. It is possible, silicon in the form of SiO₂ granules, SiO₂- Powder or SiO₂, which is dissolved in demineralized water is to be added, but silicon is preferred in the form of added colloidal silicon because of the colloidal silicon easily reacts to other substances.

Nachstehend wird erläutert, daß eine einfache Steuerung der Si-Konzentration durch Injektion von F ebenfalls durch das in Fig. 1 gezeigte System erfolgen kann. Das in Fig. 4 gezeigte Naßbehandlungssystem fügt F-Ionen in Abhängigkeit von der Konzentration von Verunreinigungen auf Si-Basis zu. Das Naßbehandlungssystem der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform wird funktionsmäßig auf die Erfassung und die Zugabe von F-Ionen beschränkt. Auch wenn das System wie vorstehend erwähnt vereinfacht ist, kann es möglich sein, das Ätzselektivitätsverhältnis zwischen einer Nitridschicht, die als eine zu ätzende Schicht dient, und einer gleichzei­ tig vorhandenen weiteren Schicht (z. B. einer Schicht auf SiOxNy-Basis: Ox, y2) in einem bestimmten Bereich zu halten. Beispielsweise handelt es sich um einen Fall, bei dem das Si, das aus einer zu behandelnden Partie heraus­ gelöst wird, über jede Partie konstant ist, so daß die Si- Menge in einem System geschätzt werden kann. In diesem Fall kann das Selektivitätsverhältnis nur durch Zugabe von F- Ionen konstant gehalten und das System außerdem vereinfacht werden.It is explained below that simple control of the Si concentration by injecting F can also be done by the system shown in FIG. 1. The wet treatment system shown in Fig. 4 adds F ions depending on the concentration of Si-based impurities. The wet treatment system of the first embodiment shown in Fig. 1 is functionally limited to the detection and addition of F ions. Even if the system is simplified as mentioned above, it may be possible to determine the etching selectivity ratio between a nitride layer, which serves as a layer to be etched, and a further layer which is present at the same time (e.g. a layer based on SiOxNy: Ox, y2) to keep in a certain range. For example, there is a case where the Si released from a lot to be treated is constant over every lot so that the amount of Si in a system can be estimated. In this case, the selectivity ratio can only be kept constant by adding F ions and the system can also be simplified.

Nachstehend wird beschrieben, daß bei dem System von Fig. 4 ein großes oder kleines Selektivitätsverhältnis gewählt werden kann, indem die Si-Konzentration in Abhängigkeit von der Art des zu behandelnden Materials auf einen hohen oder niedrigen Wert eingestellt wird. Beispielsweise wird die Siliciumkonzentration auf einen bestimmten Bereich einer niedrigen Konzentration von 50% oder weniger eingestellt, und eine Partie wird mit einem kleinen Selektivitätsverhält­ nis behandelt. Wenn die Siliciumkonzentration der Behand­ lungslösung höher wird, wird sie auf einen bestimmten Be­ reich von 50% oder mehr eingestellt, und andere Partien werden mit einem hohen Selektivitätsverhältnis behandelt. So kann ein Behandlungsbehälter für verschiedene Zwecke genutzt werden. Durch Verwendung einer Vielzahl von Behandlungs­ behältern oder Ätzsystemen und durch Einstellen unterschied­ licher Siliciumkonzentrationen ist es ferner möglich, paral­ lele Behandlungen vorzunehmen. Das wird noch im einzelnen beschrieben.It is described below that in the system of Fig. 4, a large or small selectivity ratio can be selected by setting the Si concentration to a high or low value depending on the kind of the material to be treated. For example, the silicon concentration is adjusted to a certain range of a low concentration of 50% or less, and a lot is treated with a small selectivity ratio. When the silicon concentration of the processing solution becomes higher, it is adjusted to a certain range of 50% or more, and other batches are treated with a high selectivity ratio. A treatment container can thus be used for various purposes. By using a large number of treatment containers or etching systems and by setting different silicon concentrations, it is also possible to carry out parallel treatments. This will be described in more detail.

Nachstehend wird die Bedeutung eines Materials beschrieben, das mit der Behandlungslösung in einem Behandlungsbehälter oder einem Umwälzsystem bei der Ausführungsform von Fig. 4 in Kontakt gelangt. Bei der obigen Ausführungsform wird beschrieben, daß es wichtig ist, die Si-Konzentration auf einen gewünschten Prozentsatz der Si-Sättigungskonzentration bei der speziellen Temperatur zu steuern. Da die Oberflächen einer Heizzeinrichtung und eines verwendeten Behälters derzeit aus Quarz bestehen, kann die aus der Oberfläche herausgelöste Si-Menge nicht vernachlässigt werden. Es gibt zwar Fälle, in denen SiC verwendet und Quarz vermieden wurde, aber in jedem Fall ist immer noch Si enthalten. Fig. 11 zeigt die Steigerungsraten von Si in Phosphorsäure, wenn Heizeinrichtung und Behälter mit Ti hergestellt sind bzw. wenn sie mit herkömmlichen Quarzteilen hergestellt sind. Durch Herstellen des Systems mit Ti oder seinen Legierungen oder mit einem von Quarz verschiedenen Material wie etwa SUS316 oder seinem elektrolytisch polierten Material ist es möglich, den nachteiligen Einfluß von Si auf die Ätzraten zu verringern. Es ist im vorliegenden Fall, bei dem es sich um ein Verfahren mit Anwendung von Hochtemperatur-Phosphorsäure unter Zugabe von Fluor handelt, wichtig, daß ein Behand­ lungsbehälter und ein Umwälzsystem aus einem Material be­ stehen, aus dem kein Si herausgelöst wird.The following describes the meaning of a material that comes into contact with the treatment solution in a treatment tank or a circulation system in the embodiment of FIG. 4. In the above embodiment, it is described that it is important to control the Si concentration to a desired percentage of the Si saturation concentration at the specific temperature. Since the surfaces of a heating device and a container used are currently made of quartz, the amount of Si released from the surface cannot be neglected. While there have been instances where SiC has been used and quartz has been avoided, there is still Si in each case. Fig. 11 shows the rates of increase of Si in phosphoric acid when the heater and the container are made with Ti or when they are made with conventional quartz parts. By manufacturing the system with Ti or its alloys or with a material other than quartz, such as SUS316 or its electrolytically polished material, it is possible to reduce the adverse influence of Si on the etching rates. It is important in the present case, which is a process using high temperature phosphoric acid with the addition of fluorine, that a treatment tank and a circulation system are made of a material from which no Si is dissolved.

Dritte AusführungsformThird embodiment

Nachstehend wird die dritte Ausführungsform beschrieben, bei der die Ableitung und Injektion der Behandlungslösung und die Einstellung der Siliciumkonzentration wichtig sind. Fig. 12 zeigt eine Konfiguration des Ätzsystems (des Naßbehand­ lungssystems) gemäß dieser dritten Ausführungsform. Das Naßbehandlungssystem hat einen Behandlungsbehälter 1, eine Pumpe 2 zum Umwälzen der Behandlungslösung durch den Be­ hälter 1, einen Filter 3, um Verunreinigungen aus der Be­ handlungslösung zu entfernen, eine Heizeinrichtung 4, um die Temperatur der Behandlungslösung auf die Behandlungstempera­ tur zurückzuführen, und eine Tropfeinrichtung 5 für ent­ mineralisiertes Wasser, um zu verdampfendes Wasser nach­ zufüllen.The third embodiment in which the discharge and injection of the treatment solution and the adjustment of the silicon concentration are important will be described below. Fig. 12 shows a configuration of the etching system (the Naßbehand development system) according to this third embodiment. The wet treatment system has a treatment tank 1 , a pump 2 for circulating the treatment solution through the loading container 1 , a filter 3 to remove impurities from the treatment solution, a heater 4 to return the temperature of the treatment solution to the treatment temperature, and a Drip device 5 for de-mineralized water to refill water to be evaporated.

Das Naßbehandlungssystem umfaßt ferner einen Si-Konzentra­ tionsmonitor 6, der die Si-Konzentration in der Behandlungs­ lösung erfaßt, und einen F-Konzentrationsmonitor 7, der die F-Konzentration in der Behandlungslösung erfaßt. Ein In­ jektionssteuersystem 8 wird in Abhängigkeit von Signalen dieser Monitore betätigt und steuert einen Si-Injektor 9, um die Si-Konzentration in der Behandlungslösung zu erhöhen, und einen F-Injektor 10, um die F-Konzentration in der Behandlungslösung zu erhöhen. Die Information von dem Si- Konzentrationsmonitor 6 wird dabei dem Injektionssteuer­ system 8 auf einer Signalleitung 11 zugeführt, und die Information von dem F-Konzentrationsmonitor 7 wird dem Injektionssteuersystem 8 auf einer Signalleitung 12 zuge­ führt. Das Injektionssteuersystem 8 steuert den Si-Injektor 9 über eine Signalleitung 13 und den F-Injektor 10 über eine Signalleitung 14. Die vorstehenden Einheiten und Vorgänge entsprechen denjenigen des Systems der ersten Ausführungs­ form gemäß Fig. 1 und werden daher nicht im einzelnen beschrieben.The Naßbehandlungssystem further comprises a Si-Konzentra tion monitor 6, which detects the Si concentration in the treatment solution, and a F concentration monitor 7, detects the F concentration in the treatment solution. An injection control system 8 is actuated in response to signals from these monitors and controls an Si injector 9 to increase the Si concentration in the treatment solution and an F injector 10 to increase the F concentration in the treatment solution. The information from the Si concentration monitor 6 is fed to the injection system thereby control 8 on a signal line 11, and the information from the F-concentration monitor 7 is supplied to the injection control system 8 leads to a signal line 12 supplied. The injection control system 8 controls the Si injector 9 via a signal line 13 and the F injector 10 via a signal line 14 . The above units and operations correspond to those of the system of the first embodiment shown in FIG. 1 and are therefore not described in detail.

Das Naßbehandlungssystem der dritten Ausführungsform ist ferner so aufgebaut, daß die Behandlungslösung aus einem Teil eines Behandlungslösungs-Umwälzkanals durch einen Wärmetauscher 16 zu einem Ablauf 15 abgegeben werden kann, und Phosphorsäure kann über eine Phosphorsäure-Zugabeleitung 17 durch den Wärmetauscher 16 zugesetzt werden.The wet treatment system of the third embodiment is further constructed so that the treatment solution can be discharged from a part of a treatment solution circulation channel through a heat exchanger 16 to an outlet 15 , and phosphoric acid can be added through a heat acid addition line 17 through the heat exchanger 16 .

Dagegen werden bei der in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausfüh­ rungsform auf Si bezogene Verunreinigungen durch die Zugabe von F-Ionen entfernt. Im Fall des Naßbehandlungssystems der in Fig. 12 gezeigten dritten Ausführungsform ist ferner der Wärmetauscher 16 aufstromseitig von dem Ablauf 15 ange­ ordnet. Somit ist ein Mechanismus zur Abgabe eines Teils der Si enthaltenden Phosphorsäure aus dem System zusätzlich zu der Konstruktion vorgesehen, die derjenigen der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 4 entspricht, und Phosphorsäure, die frei von Verunreinigungen ist, wird dem System zuge­ führt, um so die Si-Konzentration in dem System auf einen gewünschten Wert oder darunter zu steuern. Außerdem wird Wärme aus der Phosphorsäure, die Si-bezogene Verunreini­ gungen enthält, von dem Wärmetauscher 16 an die von Ver­ unreinigungen freie Phosphorsäure abgegeben. On the other hand, in the second embodiment shown in FIG. 4, Si-related impurities are removed by adding F ions. In the case of the wet treatment system of the third embodiment shown in FIG. 12, the heat exchanger 16 is also arranged on the upstream side of the outlet 15 . Thus, a mechanism for discharging a part of the Si-containing phosphoric acid from the system is provided in addition to the construction corresponding to that of the second embodiment shown in FIG. 4, and phosphoric acid free of impurities is supplied to the system so as to Control Si concentration in the system to a desired value or below. In addition, heat from the phosphoric acid containing Si-related impurities is given off by the heat exchanger 16 to the phosphoric acid free of impurities.

Somit ist zusätzlich die Funktion des Entfernens von Si­ bezogenen Verunreinigungen vorgesehen, und es ist möglich, daß Ätzselektivitätsverhältnis zwischen einer Nitridschicht, die als zu ätzende Schicht dient, und einer anderen, ko­ existenten Schicht (z. B. einer Schicht auf SiOxNy-Basis: Ox, y2) über lange Zeit konstantzuhalten. Ferner kann das Phosphorsäure-Austauschsystem gemäß dieser Ausführungsform an jeder Stelle des Phosphorsäure-Umwälzsystems angeordnet sein, und die durch F zu entfernende Si-Menge kann ver­ ringert werden.Thus, the function of removing Si is additional related impurities and it is possible that etch selectivity ratio between a nitride layer, which serves as a layer to be etched, and another, ko existing layer (e.g. a layer based on SiOxNy: Ox, y2) to keep constant over a long time. Furthermore, that Phosphoric acid exchange system according to this embodiment arranged at every point of the phosphoric acid circulation system and the amount of Si to be removed by F can be ver be wrested.

Da also das Naßbehandlungssystem gemäß der dritten Ausfüh­ rungsform zusätzlich zu den Funktionen des Naßbehandlungs­ systems von Fig. 1 mit einem Phosphorsäure-Austauschsystem versehen ist, kann die Si-Konzentration in der Behandlungs­ lösung präzise gesteuert werden, so daß die Funktionen der ersten und der dritten Ausführungsform kombiniert sind. Außerdem kann je nach den Umständen das Phosphorsäure-Aus­ tauschsystem jeweils unabhängig angewandt werden.Thus, since the wet treatment system according to the third embodiment is provided with a phosphoric acid exchange system in addition to the functions of the wet treatment system of Fig. 1, the Si concentration in the treatment solution can be precisely controlled so that the functions of the first and third Embodiment are combined. In addition, depending on the circumstances, the phosphoric acid exchange system can be used independently.

Im Fall des Systems von Fig. 12 wird die auszutragende Phos­ phorsäurelösung durch zu injizierende Phosphorsäurelösung gekühlt. Wenn es die Umstände erfordern, ist es aber auch möglich, die auszutragende Phosphorsäurelösung mit Wasser zu kühlen, das einem Behandlungsbehälter oder dem Umwälzsystem zugefügt wird. Außerdem ist ein Fall denkbar, in dem die Phosphorsäurelösung nur mit Kühlwasser gekühlt und das Kühl­ wasser abgeleitet wird, ohne es in das Umwälzsystem einzu­ bringen. Ferner ist es auch möglich, eine Kühlfunktion durch Kühlwasser zusätzlich an dem System von Fig. 12 vorzusehen, um eine vollständige Kühlung durchzuführen.In the case of the system of Fig. 12, the phosphoric acid solution to be discharged is cooled by the phosphoric acid solution to be injected. If the circumstances so require, it is also possible to cool the phosphoric acid solution to be discharged with water which is added to a treatment tank or the circulation system. In addition, a case is conceivable in which the phosphoric acid solution is only cooled with cooling water and the cooling water is drained off without introducing it into the circulation system. Furthermore, it is also possible to additionally provide a cooling function by cooling water on the system of FIG. 12 in order to carry out complete cooling.

Der bei dem System von Fig. 12 verwendete Wärmetauscher wird nachstehend beschrieben. Fig. 13 zeigt die Einzelheiten des Wärmetauschers von Fig. 12. Die Behandlungslösung, die die Behandlungstemperatur hat, wird zum Wärmeaustausch in die Ablaufleitung 15a abgeleitet. Die Lösung strömt unter Wärme­ übertragung durch die Ablaufleitung 15b, die durch den Wär­ metauscher 16 so verläuft, daß ihre spezifische Oberfläche vergrößert ist. Der Wärmetauscher 16 ist mit Normaltem­ peratur-Behandlungslösung gefüllt, die durch ein Normaltem­ peratur-Phosphorsäurezugaberohr 17a injiziert wird. Daher wird die Behandlungslösung in der Ablaufleitung 15b voll­ ständig gekühlt und aus der Ablaufleitung 15c ausgetragen.The heat exchanger used in the system of Fig. 12 is described below. Fig. 13 shows the details of the heat exchanger of Fig. 12. The treatment solution, which has the treatment temperature, is derived for heat exchange in the drain line 15 a. The solution flows under heat transfer through the drain line 15 b, which passes through the heat exchanger 16 so that its specific surface is increased. The heat exchanger 16 is filled with normal temperature treatment solution which is injected through a normal temperature phosphoric acid addition tube 17 a. Therefore, the treatment solution in the drain line 15 b is continuously cooled and discharged from the drain line 15 c.

Die so erwärmte Behandlungslösung wird einem Behandlungsbe­ hälter durch eine Zuführleitung 17c für erwärmte Phosphor­ säure zugeführt. Diese mit Flüssigkeit in Kontakt stehenden Bereiche müssen aus einem hochsäurefesten und hochwarmfesten Metall wie PVDF, PFA oder einem Metall, das frei von metal­ lischen Verunreinigungen ist, bestehen.The treatment solution thus heated is fed to a treatment tank through a supply line 17 c for heated phosphoric acid. These areas in contact with liquid must consist of a highly acid-resistant and highly heat-resistant metal such as PVDF, PFA or a metal that is free of metallic impurities.

Die Bedeutung der Einstellung der Si-Konzentration in Phos­ phorsäure, die mit der Behandlungstemperatur zuzufügen ist, wird nachstehend beschrieben. Die Si-Konzentration in der Phosphorsäure nimmt während der Ätzbehandlung von Partien zu. Die Si-Konzentration ist zwar wirksam, um das Selek­ tivitätsverhältnis zwischen Si₃N₄ und SiO₂ zu verbessern, sie hat aber den Nachteil, daß sie die Lebensdauer der Behandlungslösung verkürzt. Der Hauptgrund hierbei ist, daß sich der Systemfilter zusetzt.The importance of setting the Si concentration in Phos phosphoric acid to be added at the treatment temperature will be described below. The Si concentration in the Phosphoric acid takes off during the etching treatment of lots to. The Si concentration is effective to the Selek to improve the activity ratio between Si₃N₄ and SiO₂, but it has the disadvantage that it has the life of the Treatment solution shortened. The main reason here is that the system filter becomes clogged.

Wie bei der zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, ist es daher zur Steuerung der Si-Konzentration auf einen Einstellbereich einer Rate der Si-Sättigungskonzentration wie etwa 25 bis 90% bei der Behandlungstemperatur möglich, die Gebrauchsdauer der Behandlungslösung zu verlängern, indem die Si-Konzentration in der zuzufügenden Phosphorsäure eingestellt oder langsam verringert wird, während die Zahl der behandelten Partien zunimmt. Fig. 14 zeigt den vorste­ henden Fall. Als Ergebnis der Einstellung wird die Ge­ brauchsdauer der Behandlungslösung bis auf das Dreifache verlängert. Aus diesem Versuchsergebnis wird der Schluß gezogen, daß es wichtig ist, nicht nur der Phosphorsäure Si zuzusetzen, sondern auch die Si-Menge einzustellen. In diesem Fall wird, wie bei der zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, die Gebrauchsdauer der Behandlungslösung durch Einstellen der F-Konzentration weiter verlängert, und es ist möglich, ein Selektivitätsverhältnis im gewünschten Bereich über einen längeren Zeitraum beizubehalten.Therefore, as described in the second embodiment, in order to control the Si concentration to a setting range of a rate of the Si saturation concentration such as 25 to 90% at the treatment temperature, it is possible to extend the service life of the treatment solution by changing the Si concentration into of the phosphoric acid to be added is adjusted or slowly reduced as the number of batches treated increases. Fig. 14 shows the above case. As a result of the adjustment, the usage time of the treatment solution is extended up to three times. It is concluded from this test result that it is important not only to add Si to the phosphoric acid but also to adjust the amount of Si. In this case, as described in the second embodiment, the service life of the treatment solution is further extended by adjusting the F concentration, and it is possible to maintain a selectivity ratio in the desired range over a longer period of time.

Vierte AusführungsformFourth embodiment

Nachstehend wird die vierte Ausführungsform beschrieben, bei der besonderer Wert auf die Steuerung der relativen Dichte der Behandlungslösung und die Einstellung der Konzentration der Behandlungslösung gelegt wird. Fig. 15 zeigt eine Kon­ figuration des Ätzsystems (des Naßbehandlungssystems) gemäß dieser vierten Ausführungsform. Das Nitridschicht-Ätzsystem hat eine Selektivitätsverhältnis-Steuerfunktion und ist imstande, die relative Dichte von Phosphorsäure, der F-Ionen zugefügt werden, zu steuern. Die relative Dichte der Be­ handlungslösung ist abhängig von ihrer Konzentration und der Dichte der darin enthaltenen Substanzen wie etwa Silicium. Daher repräsentiert die Steuerung der relativen Dichte der Phosphorsäurelösung eine Steuerung der Phosphorsäurekon­ zentration.The fourth embodiment will be described below, in which special emphasis is placed on controlling the relative density of the treatment solution and adjusting the concentration of the treatment solution. Fig. 15 shows a con figuration of the etching system (the Naßbehandlungssystems) according to this fourth embodiment. The nitride film etching system has a selectivity ratio control function and is able to control the specific gravity of phosphoric acid to which F ions are added. The relative density of the treatment solution depends on its concentration and the density of the substances it contains, such as silicon. Therefore, controlling the relative density of the phosphoric acid solution represents controlling the phosphoric acid concentration.

Das in Fig. 15 gezeigte System gemäß der vierten Ausfüh­ rungsform ist grundsätzlich gleich wie das System der ersten Ausführungsform von Fig. 1. Dabei sind gleiche oder äqui­ valente Teile mit denselben Bezugszeichen versehen, und eine genaue Beschreibung dieser Teile entfällt. Das System in Fig. 15 hat zusätzlich zu den Funktionen der Detektierung der F-Ionenkonzentration und der F-Ionenzugabe, die in Fig. 1 beschrieben sind, eine Steuerfunktion für die relative Dichte. Dabei verdampft SiF₄ oder H₂SiF₆ enthaltender Dampf, und F-Ionen sind in der Phosphorsäure anwesend. Daher wird ein Schwimmer 26, der eine Oberfläche mit hoher Beständig­ keit gegen Fluorwasserstoffsäure, beispielsweise aus PVDF oder mit PVDF beschichtet, auf einem Überlaufbehälter ange­ ordnet. Ein Deckel 27, der gegenüber Fluorwasserstoffsäure beständig ist, ist auf den Behälter aufgesetzt, um diesen von einem Detektor 28 für relative Dichte, der auf dem Deckel 27 positioniert ist, zu trennen. Da das optische System des Detektors für die relative Dichte nahe einem Pegelmeßstab 29 angeordnet ist, der direkt mit dem Schwimmer 26 verbunden ist, ist es möglich, die relative Dichte optisch zu überprüfen. Wenn dabei die zu injizierende Sub­ stanz Fluorwasserstoffsäure ist, muß eine Funktion zur Korrektur der relativen Dichte von Fluorwasserstoffsäure angewandt werden, weil die relative Dichte im Vergleich mit derjenigen von Wasser, die 1 ist, 1,13 ist.The system shown in Fig. 15 according to the fourth embodiment is basically the same as the system of the first embodiment of Fig. 1. Here, the same or equivalent parts are given the same reference numerals, and a detailed description of these parts is omitted. The system in FIG. 15 has a control function for the relative density in addition to the functions of detecting the F ion concentration and the F ion addition described in FIG. 1. SiF₄ or H₂SiF₆ containing vapor evaporates, and F ions are present in the phosphoric acid. Therefore, a float 26 , the surface with high resistance to hydrofluoric acid, for example made of PVDF or coated with PVDF, is arranged on an overflow tank. A lid 27 that is resistant to hydrofluoric acid is placed on the container to separate it from a relative density detector 28 positioned on the lid 27 . Since the optical system of the relative density detector is arranged near a level measuring rod 29 which is directly connected to the float 26 , it is possible to visually check the relative density. Here, if the substance to be injected is hydrofluoric acid, a function for correcting the specific gravity of hydrofluoric acid must be used because the specific gravity is 1.13 compared to that of water which is 1.

Die relative Dichte kann ferner sowohl durch eine Leitfähig­ keitssteuerung als auch mit dem Dichtemesser gemäß Fig. 15 gesteuert werden. Außerdem ist es möglich, die relative Dichte dadurch zu steuern, daß ein Leitfähigkeitsmesser, der beständig gegen Fluorwasserstoffsäure ist, in den Behand­ lungsbehälter 1 eingesetzt wird. Fig. 16 zeigt die Beziehung zwischen der Phosphorsäurekonzentration und der Leitfä­ higkeit. Die Beziehung von Fig. 16 kann im Fall einer nur Phosphorsäure aufweisenden Lösung direkt angewandt werden. Wenn jedoch der Phosphorsäure ein Additiv zugesetzt wird, muß die Beziehung durch Aufwärtsverschieben auf einen Wert genutzt werden, der gleich dem Einfluß der mit dem Additiv vermischten Phosphorsäure ist.The relative density can also be controlled by a conductivity control as well as with the density meter according to FIG. 15. In addition, it is possible to control the relative density by using a conductivity meter, which is resistant to hydrofluoric acid, in the treatment tank 1 . Fig. 16 shows the relationship between the phosphoric acid concentration and the conductivity. The relationship of Fig. 16 can be applied directly in the case of a solution containing only phosphoric acid. However, when an additive is added to the phosphoric acid, the relationship must be used by shifting it up to a value equal to the influence of the phosphoric acid mixed with the additive.

Wie oben beschrieben, ist das heiße Phosphorsäure verwen­ dende Naßbehandlungssystem mit einem System zur Steuerung der relativen Dichte der Behandlungslösung ausgebildet, wo­ bei die relative Dichte an einem Überlaufbereich der Behand­ lungslösung oder einem abwärts befindlichen Bereich gemessen wird, und die verdünnte Phosphorsäure oder das Wasser oder die Fluor enthaltende Lösung wird der Behandlungslösung zugesetzt. Außerdem hat ein System zum Messen der relativen Dichte einen Dichtemesser, der auf einem Überlaufbereich der Behandlungslösung oder einem abwärts befindlichen Bereich schwimmt, und weist eine Einheit auf, die imstande ist, einen von dem Dichtemesser angezeigten Wert elektrisch, physisch oder optisch zu lesen.As described above, the hot phosphoric acid is used Ending wet treatment system with a control system the relative density of the treatment solution, where at the relative density at an overflow area of the treatment solution or a downward area and the dilute phosphoric acid or water or the fluorine-containing solution becomes the treatment solution added. It also has a system for measuring the relative A density meter placed on an overflow area of the Treatment solution or a downward area  swims and has a unit capable of an electrical value indicated by the density meter, to read physically or optically.

Als Einrichtung zur Steuerung der Konzentration von Phos­ phorsäure wird es ferner bevorzugt, daß die zu steuernde relative Dichte innerhalb von ±3% von mit Wasser gesät­ tigter Phosphorsäure bei der Temperatur der Behandlungslö­ sung gehalten wird. Der Grund hier wird nachstehend be­ schrieben. Erstens wird bei der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf Fig. 12 beschrieben, daß die Präzision der Bauelement-Fertigungsdimensionen auf wenigstens ±10% ein­ gestellt werden muß. Die relative Dichte von Phosphorsäure entspricht dann der Konzentration der Phosphorsäure im Verhältnis 1 : 1. Die Konzentration bestimmt außerdem ein­ deutig den Siedepunkt der Phosphorsäure. Fig. 17 zeigt die Korrelation zwischen der Konzentration und dem Siedepunkt von Phosphorsäure. Aus Fig. 17 sieht man, daß der Siedepunkt zwischen ±15°C oder weiter liegt, wenn die Phosphorsäure­ konzentration zwischen ±3% bei einer Behandlungstemperatur von 160°C liegt, wie sie für die Phoshporsäurebehandlung häufig angewandt wird. Fig. 18 zeigt die Korrelation zwi­ schen der Phosphorsäuretemperatur und der Ätzrate. Aus Fig. 18 ist ersichtlich, daß die Ätzrate einer Si₃N₄-Schicht zwischen ±5°C bei einer Behandlungstemperatur von 160°C sich von 40 A/min auf 50 Å/min ändert und bei einem Mittel­ wert von ca. 45 Å/min liegt. Um also die Einschränkung von ±10% für die Fertigung von Bauelementen einzuhalten, muß die relative Dichte innerhalb von wenigstens ±3% gesteuert werden. Fig. 19 ist ein Diagramm, das Resultate eines Ex­ periments dahingehend zeigt, ob eine Ätzgenauigkeit von ±10% eingehalten werden kann, wenn die relative Dichte der Phosphorsäure auf ±3% gesteuert wird bzw. die Steuerung der relativen Dichte nicht angewandt wird. Im Fall des Experi­ ments, bei dem die Phosphorsäurekonzentration innerhalb ±3% gesteuert wird, ist die Ätzrate 56±3 Å/min und wird inner­ halb ±10% gehalten. Wenn innerhalb ±3% keine Steuerung durchgeführt wird, findet man dagegen, daß sich die Ätzrate zwischen ±10% oder mehr bewegt.As a means for controlling the concentration of phosphoric acid, it is further preferred that the relative density to be controlled is kept within ± 3% of water-saturated phosphoric acid at the temperature of the treatment solution. The reason here will be described below. First, it is described in the first embodiment with reference to FIG. 12 that the precision of the component manufacturing dimensions must be set to at least ± 10%. The relative density of phosphoric acid then corresponds to the concentration of phosphoric acid in a ratio of 1: 1. The concentration also clearly determines the boiling point of phosphoric acid. Fig. 17 shows the correlation between the concentration and the boiling point of phosphoric acid. From Fig. 17 it can be seen that the boiling point is between ± 15 ° C or more when the phosphoric acid concentration is between ± 3% at a treatment temperature of 160 ° C, as is often used for the phosphoric acid treatment. Fig. 18 shows the correlation between the phosphoric acid temperature and the etching rate. From Fig. 18 it can be seen that the etching rate of a Si₃N₄ layer between ± 5 ° C at a treatment temperature of 160 ° C changes from 40 A / min to 50 Å / min and with an average value of about 45 Å / min lies. In order to comply with the ± 10% limitation for the manufacture of components, the relative density must be controlled within at least ± 3%. Fig. 19 is a graph showing results of an experiment as to whether an etching accuracy of ± 10% can be maintained when the relative density of the phosphoric acid is controlled to ± 3% or the control of the relative density is not applied. In the case of the experiment in which the phosphoric acid concentration is controlled within ± 3%, the etching rate is 56 ± 3 Å / min and is kept within ± 10%. On the other hand, if no control is performed within ± 3%, the etching rate is found to be between ± 10% or more.

Wie oben beschrieben wird, ist das Naßbehandlungssystem unter Anwendung von heißer Phosphorsäure mit einer Einrich­ tung versehen, um die relative Dichte durch Messung der relativen Dichte der Behandlungslösung an einem Überlauf­ bereich der Behandlungslösung oder einem stromabwärts davon befindlichen Bereich zu messen und um Wasser, verdünnte Phosphorsäure oder das F enthaltende Wasser oder verdünnte Phosphorsäure der Behandlungslösung zuzusetzen. Ferner hat die Einrichtung zum Messen der relativen Dichte einen Dich­ temesser, der auf einem Überlaufbereich der Behandlungs­ lösung oder einem stromabwärts davon befindlichen Bereich schwimmt, und hat eine Einheit, die imstande ist, einen von dem Dichtemesser angezeigten Wert elektrisch, physisch oder optisch zu lesen. Ferner wird die relative Dichte der Phosphorsäure so gesteuert, daß sie innerhalb von +3% der relativen Dichte von mit Wasser gesättigter Phosphorsäure bei der Temperatur der Behandlungslösung gehalten wird.As described above, the wet treatment system is using hot phosphoric acid with a device provided to measure the relative density by measuring the relative density of the treatment solution at an overflow area of the treatment solution or a downstream thereof area and measure around water, diluted Phosphoric acid or the water containing F or diluted Add phosphoric acid to the treatment solution. It also has the device for measuring the relative density yourself temesser on an overflow area of treatment solution or a downstream area swims, and has a unit capable of one of electrical, physical, or to read optically. Furthermore, the relative density of the Controlled phosphoric acid so that it within + 3% of relative density of phosphoric acid saturated with water is kept at the temperature of the treatment solution.

Fünfte AusführungsformFifth embodiment

Nachstehend wird die fünfte Ausführungsform erläutert, bei der eine Vielzahl von Behandlungsbehältern vorgesehen ist. Fig. 20 zeigt eine Konfiguration dieses Ätzsystems (Naßbe­ handlungssystems). Wie Fig. 20 zeigt, ist das Naßbehand­ lungssystem aufgebaut, indem das gleiche System wie das in Fig. 4 gezeigte Naßbehandlungssystem in zwei miteinander verbundenen Stufen vorgesehen ist, wobei das eine System eine Behandlungseinheit A und das andere System eine Behand­ lungseinheit B ist. In Fig. 20 sind gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 4 für gleiche oder äquivalente Teile oder Be­ reiche verwendet (jeweils mit dem Subskript "a" oder "b"). Die genaue Beschreibung findet sich daher in der Beschrei­ bung von Fig. 4. The fifth embodiment in which a plurality of treatment containers are provided will be explained below. Fig. 20 shows a configuration of this etching system (wet treatment system). As shown in FIG. 20, the wet treatment system is constructed by providing the same system as the wet treatment system shown in FIG. 4 in two interconnected stages, one system being a treatment unit A and the other system being a treatment unit B. In Fig. 20, the same reference numerals as in Fig. 4 are used for the same or equivalent parts or areas (each with the subscript "a" or "b"). The exact description can therefore be found in the description of FIG. 4.

Die fünfte Ausführungsform des Naßbehandlungssystems weist jedoch einen Behandlungslösungskanal auf, der von einem Behandlungsbehälter 1a zu einem Behandlungsbehälter 1b über ein Ventil 18a, eine Pumpe 19a und eine Siliciumeinstell­ einheit 20 führt. Ferner verläuft ein Kanal von dem Umwälz­ kanal des Behandlungsbehälters 1b zu einem Ablauf 15b durch ein Ventil 18b und eine Pumpe 19b. Eine Steuereinheit 21 ist so ausgebildet, daß sie die Information für eine Partie 22 über eine Schnittstelle 23 empfängt, und steuert das Ventil 18a, die Pumpe 19a, das Ventil 18b und die Pumpe 19b über Steuerleitungen 24 und 25.The fifth embodiment of the wet treatment system, however, has a treatment solution channel which leads from a treatment tank 1 a to a treatment tank 1 b via a valve 18 a, a pump 19 a and a silicon adjustment unit 20 . Furthermore, a channel runs from the circulation channel of the treatment container 1 b to an outlet 15 b through a valve 18 b and a pump 19 b. A control unit 21 is designed so that it receives the information for a batch 22 via an interface 23 , and controls the valve 18 a, the pump 19 a, the valve 18 b and the pump 19 b via control lines 24 and 25 .

Die in den Fig. 1, 4 und 12 gezeigten Naßbehandlungssysteme gemäß der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform halten das Ätzselektivitätsverhältnis in jedem Einzelbehälter kon­ stant. Das in Fig. 20 gezeigte Naßbehandlungssystem der fünften Ausführungsform hat eine Vielzahl von Behältern. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird dieses System jedoch als ein System mit zwei Behältern erläutert.The wet treatment systems shown in FIGS . 1, 4 and 12 according to the first, second and third embodiments keep the etching selectivity ratio in each individual container constant. The wet treatment system of the fifth embodiment shown in Fig. 20 has a plurality of containers. However, to simplify the description, this system is explained as a two-container system.

Das Naßbehandlungssystem der fünften Ausführungsform führt die Behandlung mit einer Si-armen Behandlungslösung und durch Ätzen mit einem kleinen Selektivitätsverhältnis in dem Behandlungsbehälter 1a der Behandlungseinheit A durch und führt die Behandlung mit einer Si-reichen Behandlungslösung und durch Ätzen mit einem großen Selektivitätsverhältnis in dem Behandlungsbehälter 1b der Behandlungeinheit B durch. Beispielsweise soll angenommen werden, daß die Si-Konzen­ tration für den Behandlungsbehälter 1a mit 0 bis 70 ppm und für den Behandlungsbehälter 1b mit 50 bis 120 ppm einge­ stellt ist.The wet treatment system of the fifth embodiment carries out the treatment with a low-Si treatment solution and by etching with a small selectivity ratio in the treatment container 1 a of the treatment unit A and carries out the treatment with a high-Si treatment solution and by etching with a large selectivity ratio in the treatment container 1 b of treatment unit B. For example, it should be assumed that the Si concentration for the treatment tank 1 a with 0 to 70 ppm and for the treatment tank 1 b with 50 to 120 ppm is set.

Das System beginnt unter Verwendung der Behandlungslösung in dem Behandlungsbehälter 1a. Die Si-Konzentration in dem Be­ handlungsbehälter 1a steigt mit fortschreitender Waferbe­ handlung. Die zunehmende Si-Konzentration wird in Abhängig­ keit von den Partie-Behandlungsdaten der Partie 22 (z. B. Vorgeschichte, Behandlungsschichtdicke, Anzahl von Wafern und Prozeß) berechnet und geschätzt. Beispielsweise werden die Daten der Partie 22 in die Steuereinheit 21 durch die Schnittstelle 23 eingelesen, um die Zunahme von Si zu be­ rechnen. Wenn berechnet worden ist, daß die Si-Konzentration den Vorgabewert von 70 ppm erreicht, wird das Ventil 18a durch die Steuerleitung 24 geöffnet, um die Pumpe 19a anzu­ treiben. Si-reiche Behandlungslösung wird in den Behand­ lungsbehälter 1b injiziert. Der Behandlungsbehälter 1b ermöglicht die Durchführung einer Behandlung unter Verwen­ dung einer Behandlungslösung mit einer Si-Konzentration von 70 ppm oder mehr. So kann ein SiOxNy-Ätzen mit kleinen und großen Selektivitätsverhältnis sen von einem Naßbehandlungs­ system durchgeführt werden.The system starts using the treatment solution in the treatment tank 1 a. The Si concentration in the treatment container 1 a increases with progressing wafer treatment. The increasing Si concentration is calculated and estimated depending on the lot treatment data of lot 22 (e.g. history, treatment layer thickness, number of wafers and process). For example, the data of the lot 22 are read into the control unit 21 through the interface 23 in order to calculate the increase in Si. When it has been calculated that the Si concentration reaches the default value of 70 ppm, the valve 18 a is opened by the control line 24 to drive the pump 19 a. Si-rich treatment solution is injected into the treatment tank 1 b. The treatment tank 1 b enables a treatment to be carried out using a treatment solution having an Si concentration of 70 ppm or more. SiOxNy etching with small and large selectivity ratios can thus be carried out by a wet treatment system.

Außerdem kann der nachstehende Vorgang durchgeführt werden. Wenn die Steuereinheit 21 bestimmt, daß die Behandlungs­ lösung in dem Behandlungsbheälter 1b mit fortschreitender Partienbehandlung außerhalb des Vorgabezustands liegt, wird die Zuführung einer neuen Partie zu dem Behandlungsbehälter 1b angehalten. Die Behandlungslösung wird durch Öffnen des Ventils 18b zum Antreiben der Pumpe 19b abgeleitet, und dann wird durch Schließen des Ventils 18b Wasser zugeführt. Die Steuereinheit 21 entscheidet, ob die Behandlungslösung in dem Behandlungsbehälter 1a der gewünschten Bedingung ent­ spricht. Wenn die Behandlungslösung die Bedingung einer Si- Konzentration von 50 ppm oder mehr erfüllt, wird sie direkt in den Behandlungsbehälter 1b injiziert. Diese Entscheidung kann auch von dem Si-Konzentrationsmonitor 6a getroffen werden. Auch wenn die Si-Konzentration die Bedingung von 50 ppm nicht erreicht, ist es möglich, die Konzentration auf die Bedingung einzustellen, indem durch die Si-Einstell­ einheit 20 oder den Si-Injektor 9b Si zugefügt wird.The following procedure can also be performed. If the control unit 21 determines that the treatment solution in the treatment tank 1 b with progressive batch treatment is outside the default state, the supply of a new batch to the treatment tank 1 b is stopped. The treatment solution is prepared by opening the valve 18 b for driving the pump 19 b is derived, and then b 18 water is supplied by closing the valve. The control unit 21 decides whether the treatment solution in the treatment container 1 a speaks the desired condition. If the treatment solution meets the condition of a Si concentration of 50 ppm or more, it is injected directly into the treatment tank 1 b. This decision can also be made by the Si concentration monitor 6 a. Even if the Si concentration of 50 ppm, the condition is not reached, it is possible to adjust the concentration to the condition by 9 b Si is added by the Si-setting unit 20 or the Si-injector.

Die Phosphorsäure-Austauscheinrichtung dieser Ausführungs­ form kann an jeder Position eines Phosphorsäure-Umwälz­ systems angebracht sein, oder sie kann unabhängig verwendet oder mit dem F-Injektionssystem, dem Si-Injektionssystem oder dem Ablauf der ersten bis dritten Ausführungsformen kombiniert werden.The phosphoric acid exchange device of this embodiment can form at any position of a phosphoric acid circulation systems, or it can be used independently  or with the F injection system, the Si injection system or the flow of the first to third embodiments be combined.

Unter gleichzeitiger Verwendung einer Vielzahl von Behältern ist es also möglich, die Si-Konzentration in einem Behälter auf 50% oder weniger der Sättigungskonzentration bei der gewünschten Temperatur zu begrenzen und die Si-Konzentration in einem anderen Behälter auf 50 bis 90% der Si-Konzen­ tration bei der gewünschten Temperatur zu begrenzen und selektives Ätzen mit kleinem oder großem Selektivitäts­ verhältnis anzuwenden.Using a variety of containers at the same time So it is possible to keep the Si concentration in a container to 50% or less of the saturation concentration at the limit the desired temperature and the Si concentration in another container to 50 to 90% of the Si concentrations limit tration at the desired temperature and selective etching with small or large selectivity ratio apply.

Im Fall von Fig. 20 sind zwei Behandlungseinheiten (d. h. zwei Behandlungsbehälter) miteinander verbunden, es ist aber auch möglich, zwei oder mehr erforderliche Behälter mitein­ ander zu verbinden. In diesem Fall wird Behandlungslösung zu einem Behälter der nächsten in Reihe liegenden Stufe über­ führt oder zwischen einzelnen Behandlungsbehältern normal überführt. Im Fall des Beispiels von Fig. 15 hat die Be­ handlungseinheit in jeder Stufe die gleiche Konfiguration. Es ist aber auch möglich, Behandlungseinheiten mit verschie­ dener Konfiguration zu verwenden. Ferner können Behälter miteinander durch einen Behandlungslösungskanal (z. B. eine Rohrleitung) verbunden sein, oder Behandlungslösung kann zwischen jeweils selbständigen Behandlungseinheiten par­ tienweise überführt werden.In the case of FIG. 20, two treatment units (ie two treatment containers) are connected to one another, but it is also possible to connect two or more required containers to one another. In this case, treatment solution is transferred to a container of the next in-line stage or is transferred normally between individual treatment containers. In the case of the example of Fig. 15, the treatment unit has the same configuration in each stage. However, it is also possible to use treatment units with different configurations. Furthermore, containers can be connected to one another by a treatment solution channel (for example a pipeline), or treatment solution can be transferred in batches between independent treatment units in each case.

Die Erfindung wird vorstehend unter Bezugnahme auf fünf Ausführungsformen beschrieben. Diese sind jedoch jeweils miteinander verwandt. Die Merkmale jeder Ausführungsform können daher auch kombiniert werden, und zusätzlich zu jeder gesondert gezeigten Ausführungsform kann eine Vielzahl von Ätzsystemen realisiert werden.The invention is described above with reference to five Embodiments described. However, these are each related. The features of each embodiment can therefore also be combined, and in addition to each separately shown embodiment can be a variety of Etching systems can be realized.

Wie vorstehend beschrieben wird, wird durch die Erfindung ein Siliciumnitridschicht-Ätzsystem angegeben, mit dem es möglich ist, die Ätzrate einer Siliciumnitridschicht einzu­ stellen und zu steuern und ein stabiles Ätzen durchzuführen, indem die im System verwendete Behandlungslösung, die haupt­ sächlich Phosphorsäure enthält, eingestellt und gesteuert wird. Ferner wird durch die Erfindung ein Ätzsystem ange­ geben, bei dem es möglich ist, das Selektivitätsverhältnis so zu steuern, daß das Ätzselektivitätsverhältnis von zu behandelnden Schichten eingestellt und gesteuert wird.As described above, the invention specified a silicon nitride layer etching system with which it  it is possible to include the etching rate of a silicon nitride layer position and control and perform a stable etching, by the treatment solution used in the system, the main one contains, adjusted and controlled becomes. Furthermore, an etching system is provided by the invention give, where it is possible, the selectivity ratio to control so that the etch selectivity ratio of treating layers is set and controlled.

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der JP-Patentanmeldung 8-81176, angemeldet am 3. April 1996 beim Japanischen Patentamt, und deren Gesamtinhalt wird hier summarisch eingeführt.The present application is based on the JP patent application 8-81176, filed April 3, 1996 in Japanese Patent Office, and their overall content is summarized here introduced.

Claims (16)

1. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1) zur Zugabe von Ammoniumfluorid oder gepufferter Fluorwasserstoffsäure zu einer Chemikalien­ lösung, die hauptsätzlich heiße Phosphorsäurelösung enthält.1. Semiconductor nitride layer etching system, characterized by a device ( 1 ) for adding ammonium fluoride or buffered hydrofluoric acid to a chemical solution which mainly contains hot phosphoric acid solution. 2. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (7) vorgesehen ist, um die Fluorkon­ zentration in der Chemikalienlösung zu detektieren, so daß die Fluorkonzentration durch Steuerung der zuzugebenden Fluormenge einstellbar ist.2. Semiconductor nitride layer etching system according to claim 1, characterized in that a device ( 7 ) is provided to detect the fluorine concentration in the chemical solution, so that the fluorine concentration is adjustable by controlling the amount of fluorine to be added. 3. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluorkonzentration in der Chemikalienlösung auf 200 ppm oder weniger steuerbar ist. 3. The semiconductor nitride layer etching system according to claim 2, characterized, that the fluorine concentration in the chemical solution 200 ppm or less is controllable.   4. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (9) für die Zugabe von Silicium oder einer Siliciumverbindung zu einer Chemikalienlösung, die haupt­ sächlich Phosphorsäurelösung enthält.4. semiconductor nitride layer etching system, characterized by a device ( 9 ) for the addition of silicon or a silicon compound to a chemical solution which mainly contains phosphoric acid solution. 5. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (9) zur Zugabe von Silicium oder einer Siliciumverbindung zu der Chemikalienlösung vorgesehen ist.5. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 1 to 3, characterized in that a device ( 9 ) is provided for adding silicon or a silicon compound to the chemical solution. 6. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (6) zum Detektieren der Siliciumkon­ zentration in der Chemikalienlösung vorgesehen ist, so daß die Siliciumkonzentration durch Steuerung der zuzufügenden Siliciummenge einstellbar ist.6. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 4 or 5, characterized in that a device ( 6 ) for detecting the Siliciumkon concentration is provided in the chemical solution, so that the silicon concentration is adjustable by controlling the amount of silicon to be added. 7. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (7) zur Zugabe von Fluor zu der Chemi­ kalienlösung vorgesehen ist, so daß die Siliciumkonzen­ tration in der Chemikalienlösung durch Steuerung der zu­ zufügenden Fluormenge einstellbar ist.7. A semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 4 or 5, characterized in that a device ( 7 ) for adding fluorine to the chemical solution is provided so that the silicon concentration in the chemical solution can be adjusted by controlling the amount of fluorine to be added. 8. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (7) zur Zugabe von Fluor zu der Chemi­ kalienlösung vorgesehen ist, so daß die Siliciumkonzen­ tration in der Chemikalienlösung auf eine bestimmte Rate der Silicium-Sättigungskonzentration bei der Temperatur der Chemikalienlösung einstellbar ist. 8. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 4 or 5, characterized in that a device ( 7 ) for adding fluorine to the chemical solution is provided so that the silicon concentration in the chemical solution to a certain rate of the silicon saturation concentration the temperature of the chemical solution is adjustable. 9. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15) zum Kühlen und Ableiten einer Chemi­ kalienlösung, die hauptsächlich Phosphorsäurelösung enthält, aus einem Behandlungsbehälter und eine Einrichtung (17) zum Injizieren frischer Phosphorsäurelösung in den Behälter, so daß die Bestandteile der Chemikalienlösung in dem Behälter einstellbar sind.9. semiconductor nitride layer etching system, characterized by a device ( 15 ) for cooling and discharging a chemi kalienlösung, which mainly contains phosphoric acid solution, from a treatment container and a device ( 17 ) for injecting fresh phosphoric acid solution into the container so that the components of the chemical solution in the container are adjustable. 10. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (15) zum Kühlen und Ableiten einer Chemi­ kalienlösung, die hauptsächlich Phosphorsäurelösung enthält, aus einem Behandlungsbehälter und eine Einrichtung (17) zum Injizieren frischer Phosphorsäurelösung in den Behälter, so daß die Bestandteile der Chemikalienlösung in dem Behälter einstellbar sind.10. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 1 to 8, characterized by a device ( 15 ) for cooling and discharging a chemical solution, which mainly contains phosphoric acid solution, from a treatment container and a device ( 17 ) for injecting fresh phosphoric acid solution into the container, so that the components of the chemical solution in the container are adjustable. 11. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliciumkonzentration in der Chemikalienlösung in einem Behandlungsbehälter (1) durch Injizieren von frischer Phosphorsäurelösung, die Silicium enthält, einstellbar ist.11. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 9 or 10, characterized in that the silicon concentration in the chemical solution in a treatment container ( 1 ) is adjustable by injecting fresh phosphoric acid solution containing silicon. 12. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet durch einen Wärmetauscher (16) zur Wärmeübertragung zwischen abzu­ leitender Phosphorsäure-Chemikalienlösung und zu injizie­ render Phosphorsäurelösung.12. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 9 or 10, characterized by a heat exchanger ( 16 ) for heat transfer between phosphoric acid chemical solution to be conducted and phosphoric acid solution to be injected. 13. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (26, 28) zum Messen der relativen Dichte der Chemikalienlösung, so daß die relative Dichte der Chemi­ kalienlösung durch Zugabe von Wasser einstellbar ist.13. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 1 to 12, characterized by a device ( 26 , 28 ) for measuring the relative density of the chemical solution, so that the relative density of the chemical solution can be adjusted by adding water. 14. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von Behandlungsbehältern (1a, 1b), die Chemi­ kalienlösung aufnehmen, die hauptsächlich Phosphorsäurelö­ sung und außerdem Silicium enthält, so daß die Silicium­ konzentration in der in den Behandlungsbehältern (1a, 1b) aufgenonmmenen Chemikalienlösung durch Überführung der Chemikalienlösung zwischen den Behandlungsbehältern ein­ stellbar ist.14. Semiconductor nitride layer etching system, characterized by a large number of treatment containers ( 1 a, 1 b) which contain chemical solution which mainly contains phosphoric acid solution and also silicon, so that the silicon concentration in the treatment containers ( 1 a, 1 b ) Recorded chemical solution is adjustable by transferring the chemical solution between the treatment containers. 15. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit (21), die die Siliciumkonzentration in der Chemikalienlösung in den Behandlungsbehältern (1a, 1b) berechnet und die Überführung der Chemikalienlösung zwischen den Behandlungsbehältern steuert.15. The semiconductor nitride layer etching system according to claim 14, characterized by a control unit ( 21 ) which calculates the silicon concentration in the chemical solution in the treatment containers ( 1 a, 1 b) and controls the transfer of the chemical solution between the treatment containers. 16. Halbleiternitridschicht-Ätzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Behandlungsbehälter (1) und ein mit Chemikalien­ lösung in Kontakt gelangender Bereich eines Chemikalien­ lösung-Umwälzkanals aus einem Material bestehen, aus dem kein Silicium herausgelöst wird.16. Semiconductor nitride layer etching system according to one of claims 1 to 15, characterized in that a treatment container ( 1 ) and a chemical solution contacting area of a chemical solution circulation channel consist of a material from which no silicon is dissolved.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999046808A1 (en) * 1998-03-13 1999-09-16 Micron Technology, Inc. Selective wet etching of inorganic antireflective coatings
EP0989597A1 (en) * 1998-08-28 2000-03-29 Ashland Inc. A composition and method for selectively etching a silicon nitride film
DE102010040869A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Apparatus for etching semiconductor wafers with an in-line process control

Families Citing this family (84)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100252212B1 (en) * 1997-03-31 2000-04-15 윤종용 Etch Composition of Silicon Nitride Film for Semiconductor Device Fabrication and Etching Method Using the Same;
JP3492901B2 (en) * 1997-12-03 2004-02-03 大日本スクリーン製造株式会社 Substrate surface treatment method and surface treatment device
US6117351A (en) 1998-04-06 2000-09-12 Micron Technology, Inc. Method for etching dielectric films
KR100292953B1 (en) * 1998-06-23 2001-11-30 윤종용 Etching apparatus for manufacturing semiconductor device and etching method using same
JP3467411B2 (en) * 1998-08-07 2003-11-17 松下電器産業株式会社 Etching solution, method for producing the same and etching method
JP2000066426A (en) * 1998-08-20 2000-03-03 Yamao Kosakusho:Kk Reclaming device for opc drum
US6399517B2 (en) * 1999-03-30 2002-06-04 Tokyo Electron Limited Etching method and etching apparatus
US6699400B1 (en) * 1999-06-04 2004-03-02 Arne W. Ballantine Etch process and apparatus therefor
JP2001118920A (en) * 1999-10-15 2001-04-27 Seiko Epson Corp Semiconductor device and method of manufacturing the same
KR100327342B1 (en) * 1999-10-27 2002-03-06 윤종용 Composite etchant for a nitride etching in a semiconductor process and an etching method using the same etchant
JP4289575B2 (en) * 2000-02-02 2009-07-01 三菱電機株式会社 Method for manufacturing silicon solar cell
JP2004503081A (en) * 2000-06-30 2004-01-29 エムイーエムシー・エレクトロニック・マテリアルズ・インコーポレイテッド Silicon wafer etching method
TW527443B (en) * 2000-07-28 2003-04-11 Infineon Technologies Corp Etching composition and use thereof with feedback control of HF in BEOL clean
US6887796B2 (en) * 2001-04-27 2005-05-03 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method of wet etching a silicon and nitrogen containing material
EP1296132B1 (en) * 2001-09-21 2007-04-18 Infineon Technologies AG Sensor cell for measuring the concentration of a component in a two component liquid mixture, apparatus and etching system
IL145649A0 (en) * 2001-09-25 2002-06-30 Nira Sciences Ltd Method and apparatus for real-time dynamic chemical analysis
DE60135128D1 (en) * 2001-10-18 2008-09-11 Infineon Technologies Ag Device for determining the content of silicon dioxide
KR100454120B1 (en) * 2001-11-12 2004-10-26 삼성전자주식회사 Device of supplying chemical for slurry mechanical polishing apparatus and method thereof
JP2003205463A (en) * 2002-01-11 2003-07-22 Tokyo Seimitsu Co Ltd Abrasive mixing device and method in cmp device
JP3975333B2 (en) * 2002-03-29 2007-09-12 セイコーエプソン株式会社 Processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP4062418B2 (en) * 2002-05-21 2008-03-19 セイコーエプソン株式会社 Processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
JP4062419B2 (en) * 2002-05-21 2008-03-19 セイコーエプソン株式会社 Processing apparatus and method for manufacturing semiconductor device
TWI233157B (en) 2002-09-17 2005-05-21 M Fsi Ltd Regeneration process of etching solution, etching process, and etching system
US6987064B2 (en) * 2002-10-21 2006-01-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Method and composition to improve a nitride/oxide wet etching selectivity
JP2004214243A (en) * 2002-12-27 2004-07-29 Toshiba Corp Method and device for etching semiconductor wafer
JP4111105B2 (en) * 2003-09-01 2008-07-02 セイコーエプソン株式会社 Etching equipment
US20050159011A1 (en) * 2004-01-21 2005-07-21 Thirumala Vani K. Selective etching silicon nitride
JP3884440B2 (en) * 2004-03-15 2007-02-21 株式会社東芝 Filter and semiconductor processing apparatus
JP4393260B2 (en) 2004-04-20 2010-01-06 株式会社東芝 Etching solution management method
TWI235425B (en) * 2004-05-26 2005-07-01 Promos Technologies Inc Etching system and method for treating the etching solution thereof
US7846349B2 (en) * 2004-12-22 2010-12-07 Applied Materials, Inc. Solution for the selective removal of metal from aluminum substrates
EP1724824A3 (en) * 2005-05-17 2010-08-25 Apprecia Technology Inc. Equipment and method for measuring silicon concentration in phosphoric acid solution
TWI334624B (en) * 2006-01-30 2010-12-11 Dainippon Screen Mfg Apparatus for and method for processing substrate
JP2007207786A (en) * 2006-01-30 2007-08-16 Ses Co Ltd Substrate treatment method and substrate treatment system
US7849916B2 (en) * 2006-02-02 2010-12-14 Noah Precision, Llc Temperature control apparatus and method
US8409997B2 (en) * 2007-01-25 2013-04-02 Taiwan Semiconductor Maufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for controlling silicon nitride etching tank
US8460478B2 (en) * 2007-05-29 2013-06-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Wet processing apparatuses
JP4358259B2 (en) * 2007-06-05 2009-11-04 株式会社東芝 Semiconductor manufacturing apparatus and semiconductor manufacturing method
TWI452620B (en) * 2007-08-20 2014-09-11 Chemical Art Technology Inc Etching apparatus and etching apparatus
JP5009207B2 (en) * 2007-09-21 2012-08-22 大日本スクリーン製造株式会社 Substrate processing equipment
US8211810B2 (en) 2007-09-21 2012-07-03 Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. Substrate processing apparatus and substrate processing method for performing etching process with phosphoric acid solution
JP4966223B2 (en) * 2008-02-29 2012-07-04 大日本スクリーン製造株式会社 Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP5035913B2 (en) * 2008-09-22 2012-09-26 アプリシアテクノロジー株式会社 Etching solution preparation method, etching method and etching apparatus
JP2010109064A (en) * 2008-10-29 2010-05-13 Tosoh Corp Etching method
US8398779B2 (en) * 2009-03-02 2013-03-19 Applied Materials, Inc. Non destructive selective deposition removal of non-metallic deposits from aluminum containing substrates
US20120048303A1 (en) * 2010-08-26 2012-03-01 Macronix International Co., Ltd. Process system and cleaning process
JP5490071B2 (en) * 2011-09-12 2014-05-14 株式会社東芝 Etching method
KR102246213B1 (en) * 2013-03-15 2021-04-28 티이엘 매뉴팩처링 앤드 엔지니어링 오브 아메리카, 인크. Processing system and method for providing a heated etching solution
JP6302708B2 (en) * 2013-03-29 2018-03-28 芝浦メカトロニクス株式会社 Wet etching equipment
JP6529625B2 (en) * 2013-03-29 2019-06-12 芝浦メカトロニクス株式会社 Wet etching system
JP6118689B2 (en) * 2013-09-13 2017-04-19 東京エレクトロン株式会社 Substrate liquid processing apparatus, substrate liquid processing method, and computer readable storage medium storing substrate liquid processing program
JP6177664B2 (en) * 2013-10-30 2017-08-09 東京エレクトロン株式会社 Etching method, etching apparatus and storage medium
TWI630652B (en) * 2014-03-17 2018-07-21 斯克林集團公司 Substrate processing apparatus and substrate processing method using substrate processing apparatus
KR101671118B1 (en) 2014-07-29 2016-10-31 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP6320868B2 (en) * 2014-07-29 2018-05-09 株式会社Screenホールディングス Substrate processing apparatus and substrate processing method
JP6412734B2 (en) * 2014-08-19 2018-10-24 アプリシアテクノロジー株式会社 Silicon concentration measuring apparatus, semiconductor etching apparatus, and silicon concentration measuring method
JP2016079429A (en) * 2014-10-14 2016-05-16 株式会社佐藤化工機 Substrate treatment equipment and substrate treatment method
KR20160050536A (en) * 2014-10-30 2016-05-11 램테크놀러지 주식회사 Etchant compositions for nitride layers and methods of manufacturing semiconductor devices using the same
JP6468956B2 (en) * 2015-06-25 2019-02-13 株式会社Screenホールディングス Substrate processing method and apparatus
US10147619B2 (en) 2015-08-27 2018-12-04 Toshiba Memory Corporation Substrate treatment apparatus, substrate treatment method, and etchant
JP6446003B2 (en) * 2015-08-27 2018-12-26 東芝メモリ株式会社 Substrate processing apparatus, substrate processing method and etching solution
KR102511986B1 (en) 2015-09-02 2023-03-21 삼성전자주식회사 Substrate treating apparatus and substrate treating method
JP2017103328A (en) 2015-12-01 2017-06-08 株式会社東芝 Semiconductor device and manufacturing method of the same
US10373838B2 (en) 2015-12-08 2019-08-06 Elemental Scientific, Inc. Automatic sampling of hot phosphoric acid for the determination of chemical element concentrations and control of semiconductor processes
US10325779B2 (en) * 2016-03-30 2019-06-18 Tokyo Electron Limited Colloidal silica growth inhibitor and associated method and system
US10515820B2 (en) 2016-03-30 2019-12-24 Tokyo Electron Limited Process and apparatus for processing a nitride structure without silica deposition
JP2018018990A (en) * 2016-07-28 2018-02-01 株式会社カネカ Etching processing unit and etching processing method
JP6940232B2 (en) * 2016-09-23 2021-09-22 株式会社Screenホールディングス Substrate processing equipment and substrate processing method
JP6789751B2 (en) 2016-10-04 2020-11-25 東京エレクトロン株式会社 Substrate liquid treatment equipment, substrate liquid treatment method and storage medium
JP6909620B2 (en) * 2017-04-20 2021-07-28 株式会社Screenホールディングス Substrate processing method
JP6777704B2 (en) * 2017-10-20 2020-10-28 東京エレクトロン株式会社 Substrate processing equipment, substrate processing method and storage medium
KR102264002B1 (en) 2017-10-20 2021-06-11 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 Substrate processing apparatus, substrate processing method and recording medium
JP6917868B2 (en) * 2017-11-15 2021-08-11 株式会社Screenホールディングス Board processing method and board processing equipment
JP7224117B2 (en) 2018-06-15 2023-02-17 東京エレクトロン株式会社 SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS AND PROCESSING LIQUID REUSE METHOD
KR102538179B1 (en) * 2018-09-04 2023-06-01 삼성전자주식회사 Wet etch apparatus
CN109135752A (en) * 2018-09-21 2019-01-04 湖北兴福电子材料有限公司 A kind of phosphate etching solution and its preparation method
JP7158249B2 (en) * 2018-11-09 2022-10-21 東京エレクトロン株式会社 SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS, AND STORAGE MEDIUM
KR102084044B1 (en) * 2018-12-24 2020-03-03 주식회사 세미부스터 Analysis method for silicon concentration in the phosphoric acid solution
JP2020150126A (en) * 2019-03-13 2020-09-17 東京エレクトロン株式会社 Mixing equipment, mixing method and substrate processing system
US11075218B2 (en) * 2019-05-22 2021-07-27 Sandisk Technologies Llc Method of making a three-dimensional memory device using silicon nitride etching end point detection
CN112908845B (en) * 2021-02-24 2023-10-10 上海华虹宏力半导体制造有限公司 Optimized control method and system for initial etching rate of oxide film
KR102458920B1 (en) * 2022-02-21 2022-10-25 삼성전자주식회사 Fluid supply device
KR102777609B1 (en) * 2022-11-03 2025-03-12 주식회사 제우스 Method and apparatus for etching substrate
CN117908599B (en) * 2024-01-18 2024-10-11 苏州恩腾半导体科技有限公司 Method and apparatus for dynamically controlling the temperature of a wet etch process

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2321013A1 (en) * 1973-04-26 1974-11-14 Philips Nv Etchant for silicon nitride layers on semiconductors - comprising dil hydrofluoric-phosphoric acids satd. with ammonium fluoride
US4092211A (en) * 1976-11-18 1978-05-30 Northern Telecom Limited Control of etch rate of silicon dioxide in boiling phosphoric acid
US5470421A (en) * 1993-09-17 1995-11-28 Nisso Engineering Co., Ltd. Method for purification of etching solution
US5472562A (en) * 1994-08-05 1995-12-05 At&T Corp. Method of etching silicon nitride
JPH0883792A (en) * 1994-09-09 1996-03-26 Nippon Motorola Ltd Etchant and etching method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3772105A (en) * 1970-07-24 1973-11-13 Shipley Co Continuous etching process
JPS5368070A (en) * 1976-11-29 1978-06-17 Fujitsu Ltd Etching method
JPS5794574A (en) * 1980-12-02 1982-06-12 Seiko Epson Corp Etching vessel
JPS60137024A (en) * 1983-12-26 1985-07-20 Matsushita Electronics Corp Etching method for silicon nitride film
US4540465A (en) * 1984-06-11 1985-09-10 Mcdonnell Douglas Corporation Process for continuous recovery of nitric acid/hydrofluoric acid titanium etchant
JPH0653253B2 (en) * 1986-11-08 1994-07-20 松下電工株式会社 Roughening method of ceramic substrate
JPH02137228A (en) * 1988-11-17 1990-05-25 Nec Yamagata Ltd Manufacture of semiconductor device
JP2725875B2 (en) * 1990-04-25 1998-03-11 セントラル硝子株式会社 Etching agent
US5227010A (en) * 1991-04-03 1993-07-13 International Business Machines Corporation Regeneration of ferric chloride etchants
US5310457A (en) * 1992-09-30 1994-05-10 At&T Bell Laboratories Method of integrated circuit fabrication including selective etching of silicon and silicon compounds
JPH06349808A (en) * 1993-06-14 1994-12-22 Hitachi Ltd Silicon nitride film removing liquid and semiconductor manufacturing apparatus using the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2321013A1 (en) * 1973-04-26 1974-11-14 Philips Nv Etchant for silicon nitride layers on semiconductors - comprising dil hydrofluoric-phosphoric acids satd. with ammonium fluoride
US4092211A (en) * 1976-11-18 1978-05-30 Northern Telecom Limited Control of etch rate of silicon dioxide in boiling phosphoric acid
US5470421A (en) * 1993-09-17 1995-11-28 Nisso Engineering Co., Ltd. Method for purification of etching solution
US5472562A (en) * 1994-08-05 1995-12-05 At&T Corp. Method of etching silicon nitride
JPH0883792A (en) * 1994-09-09 1996-03-26 Nippon Motorola Ltd Etchant and etching method

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP 2-137228 A. In: Patent Abstracts of Japan *
JP 4-1700298 A. In: Patent Abstracts of Japan *
JP 63-281335 A. In: Patent Abstracts of Japan *
JP 7-230981 A. In: Patent Abstracts of Japan *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999046808A1 (en) * 1998-03-13 1999-09-16 Micron Technology, Inc. Selective wet etching of inorganic antireflective coatings
US5981401A (en) * 1998-03-13 1999-11-09 Micron Technology, Inc. Method for selective etching of anitreflective coatings
US6200909B1 (en) * 1998-03-13 2001-03-13 Micron Technology Inc. Method for selective etching of antireflective coatings
EP0989597A1 (en) * 1998-08-28 2000-03-29 Ashland Inc. A composition and method for selectively etching a silicon nitride film
DE102010040869A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 Robert Bosch Gmbh Apparatus for etching semiconductor wafers with an in-line process control

Also Published As

Publication number Publication date
TW458376U (en) 2001-10-01
US6001215A (en) 1999-12-14
KR970072163A (en) 1997-11-07
JPH09275091A (en) 1997-10-21
KR100249143B1 (en) 2000-03-15

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